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洁净煤技术2025年第01期:固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极模型预测性能不确定性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘姣;杨建飞;蔡黎明;

单位:同济大学汽车学院;

摘要:固体氧化物燃料电池(SOFC)运行过程中存在对流、扩散、表面反应、电荷转移反应等复杂物理化学现象,耦合反应动力学模型的电极仿真模型可以实现对SOFC性能的预测。相较于Bulter-Volmer方程,使用多步基元反应模型可以更准确地描述实际电极反应动力学。但目前多步基元反应模型的参数取值误差较大,对模型预测准确性影响显著。为降低模型预测不确定性,首先,为以加湿氢气(H_2/H_2O)为燃料的SOFC系统构建了阳极模型,并计算其极化曲线;其次,对模型动力学与热力学参数开展敏感性分析,成功识别出11个敏感参数;最后,对模型分别开展正向与反向不确定性分析,并基于不确定性分析结果优化了模型预测性能。结果表明:开发的阳极优化模型对1 023.15 K与1 123.15 K两个温度下的极化曲线预测误差分别由原来的33.12%、34.51%降低到8.61%、15.47%,预测准确性得到提高。

关键词:燃料电池;;电化学;;动力学模型;;参数估值;;优化;;贝叶斯理论

基金资助:国家自然科学基金面上基金资助项目(52276133);; 上海市科学技术委员会科研计划资助项目(23160711900)