Revista de Ingeniería Mecánica Aplicada

Abstracto

Modelado numérico de SOFC tubulares soportados por ánodo

M Fatih KAYA, Nesrin DEMIR, Gamze GENÇ y Hüseyin YAPICI

Los modelos numéricos de las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) son herramientas importantes para comprender e investigar
el efecto de los parámetros de diseño y operación en el desempeño de las SOFC y en los trabajos de desarrollo de las SOFC. En este estudio, se modela numéricamente uno de los sistemas de producción de energía limpia y altamente eficiente, una SOFC con soporte de ánodo tubular simple. El modelo matemático de la SOFC tubular simple se proporciona en términos de los modelos de difusión incompresible de Navier-Stokes, Knudsen, ecuaciones cinéticas de Butler-Volmer y ecuaciones de Brinkman. Para la geometría axisimétrica bidimensional, las condiciones de operación, los parámetros de la celda de combustible y las ecuaciones de gobierno se resuelven mediante el software de método de elementos finitos ComsolMultiphysics . Se utilizan H2 puro al 89% y H2O al 11% en el ánodo y aire en el lado del cátodo como gases reactivos. Se estudian la temperatura, la presión, la porosidad, la permeabilidad y, especialmente, la distancia de los colectores de corriente a la entrada de gas reactivo de la celda. Se determinan los parámetros de celda óptimos para este modelo y se explican las razones de los efectos en el desempeño de la celda.