Integrated modeling of electrochemical, thermal, and structural behavior in solid oxide electrolysis cells

材料科学 电解 电化学 氧化物 有限元法 机械 热的 计算流体力学 电解槽 传热 变形(气象学) 热力学 复合材料 冶金 电极 电解质 物理 量子力学
作者
Kisung Lim,Youchan Kim,Hassan Salihi,Hyunchul Ju
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier BV]
卷期号:224: 125235-125235 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125235
摘要

A three-dimensional (3-D) computational fluid dynamic (CFD) model for solid oxide electrolysis cells (SOECs) has been developed by rigorously accounting for electrochemical reactions, species, charge, and heat transfer phenomena. The CFD model is linked to a finite element method (FEM) solid mechanics model to simultaneously predict electrochemical and structural behaviors of SOECs. First, the coupled CFD and FEM based SOEC model is applied to a 100 cm2 actual cell geometry and validated against the experimental data measured up to 0.4 A/cm2. The model predictions closely align with the experimental data and further reveal key electrochemical and mechanical characteristics of SOEC operations, showing multi-dimensional contours of species, temperature, current density, stress, and deformation. Specifically, this study highlights the imperative to enhance the mechanical attributes and design structure of SOECs. The need arises from the stresses and deformations attributed to thermal expansion, influenced by both the uniformity of temperature distributions and the operating temperature itself. These considerations are vital across various operational contexts. Such understandings will direct advancements in SOEC technology towards greater efficiency and enhanced longevity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
pj完成签到,获得积分10
刚刚
dawn发布了新的文献求助10
1秒前
陈美怡发布了新的文献求助10
1秒前
快乐的紫寒完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
huhaoran完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
7秒前
9秒前
11秒前
11秒前
11秒前
ZZZ发布了新的文献求助10
12秒前
ding应助loooooong采纳,获得10
14秒前
研友_VZG7GZ应助笨笨山芙采纳,获得10
15秒前
叶叶完成签到,获得积分10
15秒前
完美世界应助海德堡采纳,获得10
16秒前
Yzz完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
科目三应助二三采纳,获得10
19秒前
小熊饼干完成签到,获得积分10
20秒前
皮皮虾完成签到,获得积分10
20秒前
打打应助龙共采纳,获得10
21秒前
21秒前
WuchangI完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
佳佳应助huyz采纳,获得10
23秒前
yang完成签到,获得积分10
24秒前
勤劳糜发布了新的文献求助10
25秒前
及禾应助青菜采纳,获得10
25秒前
acb发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
huyz发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
27秒前
27秒前
29秒前
loooooong发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
专注棒棒糖完成签到 ,获得积分10
30秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3966201
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511622
关于积分的说明 11158995
捐赠科研通 3246241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793321
邀请新用户注册赠送积分活动 874321
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804343