设计和分析燃料电池和电解液
燃料电池和电解液模块是Comsol多物理学的附加组件188金宝搏优惠®软件可以深入了解燃料电池和电解核系统，这对于设计和优化电化学细胞很有用。可以研究的系统类型包括质子交换膜燃料电池（PEMFC），氢氧化物交换（碱性）燃料电池（AFCS）和固体氧化物燃料电池（SOFC）以及相应的水电油层系统。该模块可容纳所有类型的燃料电池和电解液。
与Comsol产品套件中的每种产品一样，该软件中还内置了多188金宝搏优惠个物理功能，以包括多相流体流，传热，热力学特性等。
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燃料电池和电解液模块具有最常见类型的氢燃料电池类型的预定义配方，并解释了电极，电解质以及当前的收集器和馈线。可以建模的燃料电池类型的示例是PEMFC，AFC，PAFC，SOFC，MCFC和高温PEMFC，仅举几例。
建模和仿真可用于预测燃料电池中的电流和潜在分布，化学物种分布以及温度分布。这样，可以为给定的一组条件而设计单元格为最佳的利用和操作。重要方面是去除水并避免细胞的不均匀利用，这可能导致性能差和寿命降低。另外，可以研究气体扩散电极和活性层的微观方面，例如催化剂载荷，粒度分布和双峰孔分布。
电解器可用于通过水电解从电力局部产生氢。当网格中有需求和容量时，该氢可以使用燃料电池存储并转换回电能。
水电解液的设计与氢燃料电池的设计相似，其差异是与燃料电池相比，电流沿反向方向运行，阴极为负电极，阳极是正极电极。燃料电池和电解液模块中的模型涉及与通道的气体扩散电极，活性层，电解质分离器和双极板的描述。
燃料电池和电解仪模块的功能不限于水电器：任何电化学电池或电解室都可以建模。这包括描述气体进化和层次多相流的能力。对于诸如氯酸盐电解和氯 - 阿尔基利膜过程等系统，可以将模块与CFD模块还可以治疗湍流。
用COMSOL对燃料电池和电解液进行各种分析188金宝搏优惠®软件。
188金宝搏优惠comsol多物理学®为用户提供预构建的用户界面组合，这些组合可以定义一组方程式以及网格生成，求解器和结果的设置。对于燃料电池和电解室模块，其中包括氢燃料电池和水电解液。
通过选择任何一个氢燃料电池和水电机界面，氧气和氢气扩散电极的转运和反应性能是自动定义的。您只需要选择电极，电解质，分离器和气通道的域即可。您还可以选择化学物种和分娩，以添加到氧气和氢气扩散电极中，例如蒸汽或二氧化碳。模型方程求解电极（电子传导）和电解质相（离子传导）电位以及系统中气体混合物的摩尔级分。
在燃料电池和电解机模块中对气体扩散电极（GDE）进行建模非常简单。基于添加的边界条件，在用户界面中自动定义气相和孔电解液中的传输方程。该软件包含用于定义氢和氧电极的单独域特征。主要电极反应是预定义的，但是您可以更改动力学并添加双寄生反应。
气相中物种的运输与气通道中的传输自动结合。使用Brinkman方程为气通道和多孔结构定义流体流，以模拟完全耦合的自由和多孔介质流。
还定义了电解质（分离器）和孔电解质（活性层或GDE中的电解质）中的电荷平衡。它们通过电化学反应和法拉第定律自动与气相中的传输方程式耦合。
对于不同的过程和不同的工作条件，氢和氧电极中气体混合物的含量可能会有所不同。燃料电池和电解液模块包含用于氢混合物和氧混合物的内置热力学性质数据库。氢混合物可能含有氮，水，二氧化碳和一氧化碳作为其他物种，以对除氢除改革反应的改革反应中建模。相同的其他物种可用于氧气混合物。When the composition is selected and the reference partial pressures are defined, the software can compute the equilibrium electrode potential for the hydrogen and oxygen electrode reactions, thereby also the equilibrium potential for the cell.
依赖空间的模拟（1D，2D和3D）可以解释欧姆损失（主要）；欧姆和激活损失（次要）；以及欧姆，激活和质量运输损失（第三纪）。对于三级电流分布，可以用支持电解质，稀释电解质和浓缩电解质来定义系统。传输方程，Nernst – Planck方程，可以与电压条件或泊松方程相结合。
可以使用塔菲尔方程，管家 - 沃尔默方程，或具有过电势和化学物质浓度的任意功能来定义电极动力学。可以在电极表面（任意数字）上定义多个反应。
当前的分布接口可以与多孔电极，气体扩散电极和平面电极结合使用。
低温燃料电池和水电站中的特定现象之一是液体和气态水（蒸汽）的同时运输。在燃料电池中，流量也需要将水从电池中驱逐出境，以避免电极泛滥。同样，在水电解中，产生的气体的运输不足可能会使细胞的一部分不活跃。在这两种情况下，重要的是在多孔电极和开放通道中建模两相流非常重要。
燃料电池和电解液模块具有分散多相流的混合物，气泡流量和Euler -Euler模型，以及多孔介质中的相运输。它们允许在多孔介质（电极）以及开放式介质（通道）中对多相流进行建模。有关这些多相流模型的更多信息，请查看CFD模块。
使用燃料电池和电解机模块时，能量平衡的定义是内置的。源自电化学反应，离子和化学物种的运输以及电流传导的热源和水槽可以在传热分析中自动添加。此外，热力学数据库使得可以轻松获得氢 - 氧细胞热管理模拟的输入数据。
每个业务和每个模拟都需要不同。
为了充分评估comsol多物理学是否188金宝搏优惠®软件将满足您的要求，您需要与我们联系。通过与我们的一位销售代表交谈，您将获得个性化的建议和充分记录的示例，以帮助您充分利用评估，并指导您选择适合您需求的最佳许可选项。
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