Modeling Solid Oxide Fuel Cells: Methods, Procedures and Techniques

این کتاب در نظر گرفته شده است تا مرجعی عملی برای همه دانشمندان و دانشجویان تحصیلات تکمیلی باشد که به دنبال تعریف یک مدل ریاضی برای شبیه‌سازی سلول سوختی اکسید جامد (SOFC) هستند.

در حال حاضر، علاقه شدیدی هم از طرف صنعت و هم دانشگاه به مدل‌سازی SOFC وجود دارد، اما منابع در حال حاضر محدود به مقالات فنی هستند، که معمولاً درک اولیه از پدیده‌هایی را که در یک SOFC رخ می‌دهند، ارائه نمی‌کنند. و همچنین برای توصیف رویکردهای مختلف مورد نیاز برای نیازهای مختلف.

این وضعیت با تقاضای کنونی در مدل‌سازی SOFC که از سوی دانشمندان، دانشجویان و محققان جوان ارائه می‌شود، در تضاد است. کار دارای سه هدف اصلی است:

اول، ارائه نظریه لازم در پشت عملیات SOFC.

دوم، تحلیل رویکردهای مختلف برای مدلسازی SOFC.

ثالثاً، با توجه به نیازهای خاص خود، تمام ابزارهای لازم برای تعریف مدل خود را در اختیار خواننده قرار دهد. .

حجم در دو بخش تنظیم شده است. بخش اول نظریه پایه و معادلات کلی را که پدیده های عملیات SOFC را توصیف می کند، ارائه می کند. بخش دوم به کاربرد این نظریه در مثال‌های عملی می‌پردازد، جایی که هندسه‌های مختلف SOFC، پیکربندی‌ها (از سلول‌های منفرد گرفته تا سیستم‌های ترکیبی)، شرایط عملیاتی (وضعیت پایدار و دینامیک)، و پدیده‌های مختلف (به عنوان مثال) عملکرد، دما و گونه های شیمیایی، و توزیع تنش مکانیکی) به تفصیل تجزیه و تحلیل می شوند.

This book is intended to be a practical reference to all scientists and graduate students who are seeking to define a mathematical model for Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) simulation.

At present, there is a strong interest from both industry and academia in SOFC modeling, but the resources are currently limited to technical papers, which usually fail to provide basic understanding of the phenomena taking place in an SOFC, as well as to describe the different approaches needed for different requirements.

This situation is in contrast with the present demand in SOFC modeling, coming from scientists, students and young researchers.

This work has three main objectives:

Firstly, to provide the necessary theory behind SOFC operation.

Secondly, to analyze different approaches for SOFC modeling.

Thirdly, to present the reader with all the necessary tools for defining his/her own model, according to his/her specific needs.

The volume is structured in two parts. Part one presents the basic theory, and the general equations describing SOFC operation phenomena. Part two deals with the application of the theory to practical examples, where different SOFC geometries, configurations (from single cells to hybrid systems), operating conditions (steady-state and dynamic), and different phenomena (e.g. performance, temperature and chemical species, and mechanical stress distribution) are analyzed in detail.