Numerical Investigation on the Performance of IT-SOEC with Double-Layer Composite Electrode

电解 材料科学 电极 阴极 传质 电解质 复合数 粒子(生态学) 多孔性 化学工程 复合材料 化学 色谱法 海洋学 物理化学 工程类 地质学
作者
Yan Shao,Yongwei Li,Zaiguo Fu,Jingfa Li,Qunzhi Zhu
出处
期刊:Energies [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:16 (6): 2525-2525 被引量:3
标识
DOI:10.3390/en16062525
摘要

The double-layer composite electrode has attracted increasing attention in the field of intermediate-temperature solid oxide electrolysis cells (IT-SOEC). To investigate the effects of the cathode diffusion layer (CDL) and cathode functional layer (CFL) structure on performance, a three-dimensional multi-scale IT-SOEC unit model is developed. The model comprehensively considers the detailed mass transfer, electrochemical reaction and heat transfer processes. Meanwhile, percolation theory is adopted to preserve the structural characteristics and material properties of the composite electrode. The mesostructure model and the macroscopic model are coupled in the solution. The effects of the porosity of the CDL, the electrode particle size and the composition of the composite electrode in the CFL on the mass transport process and electrolysis performance of the IT-SOEC unit are analyzed. The results show that the appropriate mass flux and energy consumption in the electrode are obtained with a CDL porosity in the range of 0.3–0.5. The decrease in the electrode particle size is conducive to the improvement of the electrolysis reaction rate. The maximum reaction rate in the CFL increases by 32.64% when the radius of the electrode particle is reduced from 0.5 μm to 0.3 μm. The excellent performance can be obtained when the volume fractions of the electrode phase and electrolyte phase in the CFL tend to be uniform. This study will provide guidance for the performance optimization of IT-SOEC and further promote the development of IT-SOEC hydrogen production technology in engineering applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
绅度发布了新的文献求助10
刚刚
YRT完成签到 ,获得积分10
1秒前
杨杨完成签到 ,获得积分20
1秒前
3秒前
5秒前
搞怪冬卉完成签到,获得积分10
5秒前
善学以致用应助Yang_728采纳,获得80
5秒前
CYN应助叽里咕噜说啥呢采纳,获得10
5秒前
6秒前
大模型应助绅度采纳,获得10
7秒前
8秒前
热比关注了科研通微信公众号
9秒前
10秒前
DryDry完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
你非常棒完成签到,获得积分10
12秒前
百里冰香完成签到 ,获得积分10
12秒前
胡昕跃完成签到 ,获得积分10
12秒前
corazon完成签到 ,获得积分10
14秒前
柯夫子完成签到,获得积分10
15秒前
星辰大海应助徐蹇采纳,获得10
16秒前
以山发布了新的文献求助30
17秒前
绅度发布了新的文献求助10
17秒前
丘比特应助奋斗的诗兰采纳,获得10
19秒前
领导范儿应助哒哒哒采纳,获得10
19秒前
健忘的金完成签到 ,获得积分10
21秒前
vv发布了新的文献求助10
21秒前
坚定灭绝发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
Nelocope完成签到,获得积分10
23秒前
所所应助江庭双采纳,获得10
23秒前
23秒前
欣慰的山竹完成签到,获得积分10
23秒前
爱上人家四月完成签到,获得积分10
24秒前
科目三应助朝阳采纳,获得10
24秒前
25秒前
昵称完成签到,获得积分10
25秒前
LY发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
科研通AI6.2应助RR采纳,获得10
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
Cleopatra : A Reference Guide to Her Life and Works 500
Fundamentals of Strain Psychology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6341506
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8156814
关于积分的说明 17144651
捐赠科研通 5397735
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2859349
邀请新用户注册赠送积分活动 1837285
关于科研通互助平台的介绍 1687273