以Ti部分替代Ni的Ni-YSZ阳极性能研究

固体氧化物燃料电池(SOFC)可以通过阳极重整反应直接利用碳氢燃料，然而吸热的重整反应导致Ni-YSZ阳极存在很大的温度梯度。利用Ti部分替代催化剂Ni，降低催化强度，控制重整反应合理进行，可以得到合适的温度梯度等特性。本文利用全三维数学模型，量化研究了以Ti部分替代Ni-YSZ阳极中Ni的SOFC性能，在不同Ni含量情况下，得到温度场、组分分布和输出电压等分布情况。可以看出，在本计算工况下，当Ni含量大于40%时，最大温度差和Ni含量几乎呈线性关系，当Ni含量小于40%时，最大温度差降低幅度增大。相同摩尔分数的甲烷在阳极中出现的位置和Ni的含量几乎呈线性变化，而最大氢气摩尔分数随着Ni含量的降低而降低，降幅逐渐增加。随着Ni含量的降低，输出电压随之降低，降幅逐渐增大