可逆固体氧化物电池发电-电解条件下的运行特性分析

能源互联网被认为是人类解决能源问题的有效手段之一,多种能源高效转化和互联互通是能源互联网的关键.可逆固体氧化物燃料电池(RSOC)具有高效、清洁和多功能化的特点,是连接多种类型能源的核心器件.然而,目前针对RSOC在不同工作模式下运行机制的研究尚处于空白.本文基于流程模拟方法对RSOC发电和电解工作模式下的多物理量进行了仿真分析.首先在发电模式下,对电池堆内部的气体流量、发电量、电压和效率进行了计算;其次,在电解模式下,研究了不同条件对RSOC发电-电解产氢性能的影响,揭示了工作温度、回流水比例、入口气体组分等对RSOC运行状态和各参数的影响机制.最后,分析了RSOC在稳态条件下单电池内部的各个微尺度参数的变化规律.研究结果表明:RSOC的性能无论在发电还是在电解模式下明显受电池堆内部各物理参数的影响,这些机理是设计和制造高性能、长寿命RSOC能源互联系统的关键.