内燃机工程

作者：张雪洁,费宇轩,李昂,孙铭远,朱磊,黄震

单位：上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240,上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240,上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240,上海交通大学 智慧能源创新学院,上海 200240,上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240,上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240,上海交通大学 智慧能源创新学院,上海 200240

关键词：电制合成燃料,固体氧化物电解池,共电解,热管理,相变材料,

基金：上海市科技重大专项项目；国家自然科学基金项目（52106175，52394205）；上海市科技创新项目（21DZ1206400）

为了实现波动电压输入下高温固体氧化物电解池（solid oxide electrolysis cell， SOEC）的有效热管理，提出了基于相变材料（phase change material， PCM）的热管理策略。建立了SOEC共电解水和二氧化碳的三维多物理场耦合模型，分析了基于PCM的热管理策略对SOEC温度、电流密度和化学反应速率等的影响。结果表明：使用PCM进行热管理能够有效抑制波动电压输入下SOEC内部的温度波动，避免SOEC内部产生剧烈的温度变化，同时能够显著提升温度均匀性。在电压从1.34 V增加至1.50 V再降至1.10 V这一动态输入过程中，使用PCM能够使电解池的最大温度从1 205 K降至1 151 K，降低了4.48%，最小温度则从1 114 K增加到了1 142 K，增加了2.51%，SOEC温度均匀性最大可达90.13%。基于PCM的热管理策略有利于SOEC长期稳定运行。

来源：2024年第4期

《内燃机工程》期刊编辑部

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