Pagtatasa ng SOFC Fuel Cell Single Cell Structure at Key Design Mga Kinakailangan

Sofckabilang sa ikatlong henerasyon ng mga cell ng gasolina. Ito ay isang bagong uri ng aparato ng henerasyon ng kuryente na direktang nagko -convert ng enerhiya ng kemikal na nakaimbak sa gasolina at oxidant sa elektrikal na enerhiya sa isang mahusay at friendly na kapaligiran sa mataas na temperatura. Sa pangkalahatan ito ay pinaniniwalaan na isang malinis na cell ng gasolina na malawakang ginagamit sa hinaharap.

01 Pangkalahatang mga kinakailangan para sa disenyo ng Sofc

Tulad ng ipinapakita sa Figure 1,Sofc, kung sa solong pagsasaayos ng cell o pagsasaayos ng stack, dapat magbigay ng kinakailangang pagganap ng electrochemical at sapat na katatagan ng mekanikal upang makamit ang pangmatagalang mga layunin sa pagganap.

Larawan 1. (A) SOFC Single Cell (B) SOFC Stack na binubuo ng tatlong solong mga cell

Samakatuwid, ang pagpili ng isang tiyakSofcDapat matugunan ng disenyo ang mga sumusunod na pangunahing kinakailangan:

Minimum na pagkawala ng polariseysyon: Ang disenyo ng cell/stack ay dapat mabawasan ang pagkawala ng polariseysyon, pagtagas ng gas, maikling circuit at pagtagas ng gas cross. Ang pagkawala ng polariseysyon ay karaniwang nagiging sanhi ng isang makabuluhang pagbagsak sa boltahe ng SOFC.

Minimum na pagkawala ng ohmic:SofcAng mga sangkap ay dapat na manipis hangga't maaari upang mabawasan ang mga pagkalugi ng ohmic sa salansan.

Uniform na temperatura at pamamahagi ng gas: Sa panahon ng operasyon ng SOFC,SofcDapat tiyakin ng disenyo ang pantay na pamamahagi ng temperatura, wastong paglamig, at pantay na pamamahagi ng gasolina at oxidant sa buong cell/stack. Ang unipormeng pamamahagi ng gas ay maaaring epektibong mabawasan ang mga limitasyon sa paglipat ng masa.

Magandang Electrochemical Makipag -ugnay: Ang lugar ng contact sa ibabaw ng mga sangkap ng SOFC ay dapat garantisado. Bilang karagdagan, ang kinakailangang kasalukuyang ay dapat na regulahin ng kasalukuyang kolektor.

Magandang mekanikal/istruktura na katatagan: ang mekanikal na lakas ngSofcAng cell/stack ay dapat sapat upang mapanatili ang thermal stress o gas pressure sa panahon ng operasyon. Karaniwan, ang SOFC stack ay dapat magkaroon ng mataas na pagtutol sa malamig na pagsisimula, lumilipas na mga pagbabago sa kuryente, pag-install at mga kondisyon ng pag-load ng panginginig ng boses, at mga kondisyon ng thermal shock na sanhi ng mga gradients na hindi disenyo ng temperatura.

02 Sofcsolong istraktura ng cell

Ang mga sangkap ng SOFC ay napakalakas, kaya ang disenyo ng mga solong cell ay karaniwang nababaluktot. Ang mga solong cell ay nakasalansan nang magkasama upang makabuo ng isang stack na may mga tiyak na mga parameter. Ang SOFC ay maaaring maiuri hindi lamang ayon sa temperatura ng operating (i.e. mataas na temperatura, intermediate na temperatura at mababang temperatura), kundi pati na rin ayon sa uri ng suporta sa cell (nahahati sa suporta sa sarili: anode, cathode at electrolyte na suporta at panlabas na suporta: konektor o porous na suporta sa substrate).

Sa isang pagsuporta sa pagsuporta sa sarili, ang pag-andar ng suporta sa istruktura ng cell ay karaniwang ibinibigay ng pinakamakapal na layer ng pagpupulong ng cell. Ang mga sistema ng pagsuporta sa sarili ay maaaring suportado ng anode, suportado ng katod, at mga pagsasaayos ng cell na suportado ng electrolyte. Ang mga pagsuporta sa panlabas ay maaaring gumamit ng mga porous na substrate o ikonekta ang mga manipis na layer upang suportahan ang cell. Ang iba't ibang mga uri ng solong mga pagsasaayos ng cell ay ipinapakita sa Figure 2, at ang mga pakinabang at kawalan ay ipinapakita sa Talahanayan 1.