Ein übermäßiger interner Temperaturunterschied in der Festoxidbrennstoffzelle (SOFC) führt zu einem Ausfall der Batterie. Daher ist es äußerst wichtig, den Temperaturunterschied der SOFC zu verringern und die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung der Batterie zu verbessern. Wir haben ein gekoppeltes Modell der physikalischen Felder von Elektrizität, Wärme, Strömung und Stoffübertragung für die SOFC entwickelt und die Genauigkeit des Modells durch den Vergleich mit experimentellen Daten überprüft. Mit dem SOFC-Modell haben wir die Temperatur- und Temperaturgradientenverteilung der SOFC untersucht, den maximalen Temperaturgradienten der Reaktionszone als Optimierungsindikator ausgewählt und ein Design der Störungsflüssigkeitspassagestruktur vorgeschlagen, wobei der Einfluss der Leistungsdichte berücksichtigt wurde. Wir haben Form, Höhe und Breite der Störungsflüssigkeitspassagestruktur analysiert und diskutiert und festgestellt, dass die Störungsstruktur in erster Linie den maximalen Temperaturgradienten der Reaktionszone durch Änderung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit und der Sauerstoffkonzentration in der Reaktionsschicht beeinflusst. Die Störungsflüssigkeitsstruktur beeinflusst hauptsächlich die Veränderung der Leistungsdichtenverluste. Schließlich haben wir festgestellt, dass die Bogenstörungsflüssigkeitsstruktur (h = 0,8 mm, d1 = 4,0 mm) die bevorzugte Struktur ist, bei gleicher Nettoleistungsdichte wie der herkömmliche direkte Durchgang, der maximale Temperaturgradient 43,35 K/cm beträgt und somit um 9,4 % niedriger ist als der herkömmliche direkte Durchgang.

Festoxidbrennstoffzelle; Mehrfeldkopplungsmodellierung; Temperaturgradient; Störungsstruktur