Modellierung, Simulation und Optimierung der Mikrostruktur mischleitender SOFC-Kathoden

混合导电 SOFC 阴极微观结构的建模、仿真和优化

• 批准号: 158421405
• 负责人: Professorin Dr.-Ing. Ellen Ivers-Tiffée
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Angewandte Materialien - Elektrochemische Technologien (IAM-ET)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/158421405?language=en
• 关键词: Modellierung; Simulation; und; Optimierung; der

Die Leistungsfähigkeit einer Festelektrolyt-Brennstoffzelle (SOFC) wird durch die Polarisationswiderstände in beiden Elektroden begrenzt. Von höchster Relevanz sind die Mikrostrukturparameter: (1) Kornform und –kontaktfläche sowie Korngrößenverteilung, (2) innere Oberfläche, (3) Porosität und Tortuosität, die in technisch relevanten, leistungsfähigen Elektroden meist lokal unterschiedlich sind. Ziel der geplanten Forschungsarbeiten ist es, den Einfluss dieser Parameter auf den Polarisationswiderstand der Luftelektrode (Kathode) ortsauf- gelöst zu identifizieren und elektrisch und strukturell zu erfassen. Aus den bisherigen Schwerpunkten der Projektpartner werden folgende Methoden kombiniert: (i) elektrochemische und mikrostrukturelle Charakterisierung von Kathoden (IWE), (ii) Bilddatenanalyse und Entwicklung eines stochastischen 3D-Geometriemodells (IS) und (iii) Entwicklung eines räumlich hochauflösenden 3D-FEM-Modells (IAM). Die Kopplung der Modelle ermöglicht eine 3D ortsaufgelöste Analyse der Sauerstoffreduktion in der Kathodenstruktur und mit der bereits vorhandenen Expertise die Identifikation der Verlust- und Degradationsmechanismen. Das gewonnene Verständnis soll es ermöglichen, je nach technischen Einsatzbedingungen Empfehlungen für eine leistungsfähige und langzeitstabile Kathodenstruktur abzuleiten.

在北极地，SOFC(SOFC)将继续进行极化测试。Von höchster Rlevanz sind die Mikrostrukturp参数：(1)Kornform and-kontaktfläche Sowie Korngröche enverteilung，(2)inere Oberfläche，(3)poroiteät and Tortuosetät，die in Technisch Relationen，leistungsfähigen Elektroden meist Lokal unterterschiedlich sind。在德国铁路(Kathode)或德国铁路(Hathode)的高速公路上，你可以看到德国的柴油参数和极化程度，以及它们的身份。(I)电化学和微观结构特征(IWE)，(Ii)图像分析和环境分析随机分析3D几何模型(IS)和(Iii)环境肺三维有限元模型(IAM)。这是一部3D或Sauerstoleöste分析软件，它的专业知识是识别和退化机械设备。这是一项非常重要的工作，也是一项重要的工作。

项目成果

Anode microstructures from high-energy and high-power lithium-ion cylindrical cells obtained by X-ray nano-tomography

X射线纳米断层扫描获得的高能高功率锂离子圆柱电池阳极微结构

• DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.07.070
• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Power Sources
• 影响因子: 9.2
• 作者: M. Ender;J. Joos;A. Weber;E. Ivers-Tiffée
• 通讯作者: E. Ivers-Tiffée

3D finite element model for reconstructed mixed-conducting cathodes: I. Performance quantification

• DOI: 10.1016/j.electacta.2012.04.109
• 发表时间: 2012-08-30
• 期刊: ELECTROCHIMICA ACTA
• 影响因子: 6.6
• 作者: Carraro, Thomas;Joos, Jochen;Ivers-Tiffee, Ellen
• 通讯作者: Ivers-Tiffee, Ellen

Pressure jump interface law for the Stokes–Darcy coupling: confirmation by direct numerical simulations

• DOI: 10.1017/jfm.2013.416
• 发表时间: 2013-01
• 期刊: Journal of Fluid Mechanics
• 影响因子: 3.7
• 作者: T. Carraro;C. Goll;A. Marciniak-Czochra;A. Mikelić

3D finite element model for reconstructed mixed-conducting cathodes: II. Parameter sensitivity analysis

• DOI: 10.1016/j.electacta.2012.04.163
• 发表时间: 2012-08
• 期刊: Electrochimica Acta
• 影响因子: 6.6
• 作者: T. Carraro;Jochen Joos;B. Rüger;A. Weber;E. Ivers-Tiffée

Representative volume element size for accurate solid oxide fuel cell cathode reconstructions from focused ion beam tomography data

• DOI: 10.1016/j.electacta.2012.04.133
• 发表时间: 2012-11-01
• 期刊: ELECTROCHIMICA ACTA
• 影响因子: 6.6
• 作者: Joos, Jochen;Ender, Moses;Ivers-Tiffee, Ellen
• 通讯作者: Ivers-Tiffee, Ellen