مدلسازی سلول سوختی اکسید جامد در حلگر معادلات مهندسی (Solid Oxide Fuel Cells)

این کد یک مدل ریاضی از سلول سوختی اکسید جامد (SOFC) می باشد. پیل سوختی اکسید جامد معمولی از دو کانال، یکی برای سوخت و دیگری برای هوا )اکسیدکننده( تشکیل شده است که جریان سوخت و هوا را هر کدام به ترتیب به سطح الکترودهای آند و کاتد میرساند. الکترودهای آند و کاتد متخلخل میباشند لذا تخلخل الکترودها باعث میشود که اجزاء گازی هوا و سوخت از میان روزنههای موجود عبور کنند و خود را به نزدیکی سطح مشترک الکترود و الکترولیت برسانند که با لایهای از یک کاتالیست مناسب پوشانده شده است.

در اثر واکنش الکتروشیمیایی که در الکترود کاتد اتفاق میافتد یون اکسیژن تولید میگردد . از آنجا که جنس الکترولیت از نوعی سرامیک میباشد که در محدوده دمای عملکرد پیل سوختی اکسید جامد یعنی ۶۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد خاصیت هدایت یونی دارد ، لذا الکترولیت یون اکسیژن تولید شده در سطح الکترود کاتد را از درون خود عبور میدهد و آن را به سطح الکترود آند میرساند با هیدروژن سوخت واکنش دهد و الکترون تولید گردد. با توجه به اینکه الکترولیت تنها خاصیت هدایت یونی دارد لذا الکترون تولید شده در سطح الکترود کاتد نمیتواند از الکترولیت عبور کند بنابراین از یک مدار خارجی خود را به سمت الکترود کاتد میرساند و این سیکل مدام تکرار میگردد. در اثر عبور الکترون از مدار خارجی برق تولید میگردد که میتواند برای مصارف گوناگون مورد استفاده قرار گیرد.

کد موجود یک نمونه کد برای مدلسازیی یک سلول سوختی اکسید جامد ساده (SOFC) می باشد که سعی شده است در کنار معادلات و روابط توضیحی در خصوص عملکرد آن قرار داده شود تا فهم کد ساده تر شود.