内容概要:本文详细介绍了利用COMSOL软件建立凹凸双极板碱性电解水制氢模型的方法和技术要点。首先描述了模型的基本结构,即由带有凹凸纹理的双极板组成的电解槽系统。接着讨论了关键的技术挑战,如如何通过全局方程将电化学反应与流体动力学相结合,特别是气体生成对离子传输的影响。文中还提供了具体的解决方案,包括使用参数化曲线绘制双极板结构、采用分步求解策略避免数值不稳定、引入经验修正公式解决高电流密度下的气泡体积分数计算问题以及优化网格划分提高计算精度。同时指出了现有模型存在的主要局限性,如未充分考虑温度场耦合和双电层电容效应对性能的影响,并给出了相应的改进措施。
适用人群:从事燃料电池或水电解技术研发的专业人士,以及希望深入了解相关领域的科研工作者。
使用场景及目标:适用于希望通过理论建模加深对碱性水电解过程的理解,探索不同设计参数对系统性能影响的研究人员。目标是帮助读者掌握COMSOL建模技巧,能够独立完成类似系统的仿真分析。
其他说明:作者强调该模型存在一定缺陷,不适合直接用于正式学术发表,但对于教学和个人研究具有重要参考价值。
2025-06-16 10:16:02
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