基于理论的烧结颗粒复合材料设计使燃料电池三相边界增加两倍
材料科学
2017-11-22 v2
摘要
固体氧化物燃料电池通过自发化学反应释放的能量产生电流。这些器件的效率在很大程度上取决于其电极的微观结构，尤其是发生产能反应的三相边界（TPB）长度。对于任意给定的平均水力半径（衡量气体流动渗透性的常规指标），我们系统性地将 TPB 长度作为四个易于控制的微观结构参数的函数进行了最大化。我们确定了使 TPB 长度最大化的参数，并表明与当前常规做法相比，TPB 长度可以增加 300% 以上。我们通过计算几种数值模拟结构的 TPB 来支持这一结果。我们还比较了烧结电极中单个晶粒间接触的四种模型，并表明文献中常用的模型过于简化且不符合物理实际。随后，我们提出了两种替代模型。
引用
@article{arxiv.1706.05974,
title = {Theory-based design of sintered granular composites triples three-phase boundary in fuel cells},
author = {Shahar Amitai and Antonio Bertei and Raphael Blumenfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.05974},
year = {2017}
}
备注
11 pages, 9 figures