El exceso de gradiente de temperatura interno en la celda de combustible de óxido sólido (SOFC) provocará una falla en la batería, por lo que es crucial reducir el gradiente de temperatura de SOFC y mejorar la uniformidad en la distribución de temperatura de la batería. Hemos desarrollado un modelo acoplado de campos físicos de electricidad, calor, flujo y transferencia de materia para SOFC, y hemos verificado la precisión del modelo mediante comparación con datos experimentales; con el modelo SOFC, estudiamos la distribución de temperatura y el gradiente de temperatura de SOFC, seleccionamos el gradiente de temperatura máximo de la zona de reacción como indicador de optimización, propusimos un diseño de la estructura de flujo de perturbación del pasaje líquido considerando el efecto de la densidad de potencia. Analizamos y discutimos la forma, altura y ancho de la estructura de flujo de perturbación del pasaje líquido, y descubrimos que la estructura de flujo de perturbación afecta principalmente el gradiente de temperatura máximo de la zona de reacción al modificar la velocidad del flujo líquido y la concentración de oxígeno en la capa de reacción; la estructura de flujo de perturbación afecta principalmente el cambio de pérdida de densidad de potencia. Finalmente, determinamos que la estructura de flujo de perturbación curva (h = 0,8 mm, d1 = 4,0 mm) es la estructura preferida, con la misma densidad de potencia neta que el pasaje directo tradicional, el gradiente de temperatura máximo es de 43,35 K/cm, lo que representa un 9,4 % menos que el pasaje directo tradicional.

Celda de combustible de óxido sólido; modelización de acoplamiento multifísico; gradiente de temperatura; estructura de perturbación