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高温质子交换膜燃料电池中质量传递分析 中文

本案例模型研究在一个高温质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的反应物和水的传递,其中包含流道、气体扩散层(GDL)和多孔电极中的质量和动量传递现象,以及 GDL 、多孔电极以及聚合物膜中的电化学电流等。

橙电池 中文

本三维模型说明如何模拟一个由橙子和两根金属钉构成的腐蚀电池。首先求解稳态电化学电流,然后通过瞬态计算得到电解液中金属的溶解和传递过程。

锂离子电池的内部短路

在电池内部短路期间,两个电极材料之间以电子方式发生内部互连,导致局部电流密度升高。锂离子电池中发生内部短路的原因可能包括:锂枝晶或压缩冲击等。内部短路期间产生的局部高电流密度将导致局部温升,这又反过来使电池发生热失控。

本例模拟枝晶引起的内部短路造成的温升。将电池模型中主要由电极相中的焦耳热导致的电化学热源耦合到传热中。

蛇形流场燃料电池

本案例模拟了在一个聚合物电解质燃料电池中管道和气体扩散层(GDL)中的流动和质量传递。阴极上的电极反应作为边界条件处理,其中局部电流密度依赖于过电势和局部氧浓度。通过分布式微分代数方程求解了沿阴极边界的局部电流密度。在阳极,膜和 GDL 电压损耗通过集总电阻来引入。

质子交换膜燃料电池的气体扩散层中的物质传递

案例模型演示如何模拟一个质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 中两个相邻的气体流道构成的气体扩散层,在不同压力作用下的物质传递。

单粒子锂离子电池模型

本案例使用等温单粒子模型来模拟锂离子电池,这种方法常用于低介质电流情况。

在不同放电电流时的计算结果与另一个模型的结果进行比较,见 li_battery_1d。

模型采用 PDE 接口。

一维锂离子电池阻抗模型

这个模型演示锂离子电池接口,仿真在一个带参考电极的 LTO/NCA 电池的阻抗。模型中耦合优化接口的全局最小二乘目标来拟合仿真结果到实验测试值。

模型需要电池与燃料电池模块和优化模块。

微盘电极的伏安曲线

电分析中常用微电极,因为它可以在极小的电极材料范围内提供较高的电流密度。扩散到微电极的时间尺度很小,意味着可以精确地得到稳态测试结果,所以本例采用稳态分析。

本案例模拟 10um 半径的微电极的伏安特性。

固体氧化物燃料电池

本模型研究了固体氧化物燃料电池(SOFC)中电流密度分布,其中包含了阴极和阳极的质量平衡,气体通道中的动量平衡,多孔电极里的气体流动,被氧离子携带的离子流平衡和电子流平衡之间的全耦合。

钒氧化还原流电池

本二维案例是一个钒氧化还原流电池模型,演示如何将模拟离子交换膜的二次电流分布模型耦合到模拟液流电池的两种不同自由电解液池的三次电流分布模型。Donnan 电势用来模拟膜和自由电解液域之间的界面上的电势变化。