Novità COMSOL Multiphysics^® versione 6.2

Aggiornamenti Fuel Cell & Electrolyzer Module

Per gli utenti del Fuel Cell & Electrolyzer Module, la versione 6.2 di COMSOL Multiphysics^® introduce un nuovo modello di interazione poro-parete per la diffusione dei gas nei mezzi porosi (diffusione di Knudsen), oltre alla funzionalità di definizione di tortuosità anisotrope e alla possibilità di definire le resistenze di contatto. Per approfondire questi e altri aggiornamenti, continuate a leggere.

Interazione poro-parete e diffusività di Knudsen per il trasporto di massa in fase gassosa

Per le interfacce Hydrogen Fuel Cell ed Water Electrolyzer, le funzioni H2 Gas Diffusion Layer, O2 Gas Diffusion Layer, H2 Gas Diffusion Electrode e O2 Gas Diffusion Electrode includono una nuova casella di controllo Include pore-wall interaction nella finestra Settings. Questa funzione può essere utilizzata per definire la diffusività della parete utilizzando la diffusività Knudsen o valori definiti dall'utente. Le interazioni poro-parete diventano in genere più importanti alle alte temperature in combinazione con pori di piccole dimensioni, ad esempio negli elettrodi di diffusione del gas basati su ossidi solidi ed elettroliti. Il tutorial Current Density Distribution in a Solid Oxide Fuel Cell ed entrambe le versioni del tutorial Solid Oxide Electrolyzer Using Thermodynamics sono stati aggiornati per mostrare questa nuova funzione.

La casella di controllo Include pore-wall interaction ha abilitato l'uso della diffusività Knudsen nell'interfaccia Water Electrolyzer all'interno del tutorial Solid Oxide Electrolyzer Using Thermodynamics.

Tortuosità anisotrope

Per le interfacce Hydrogen Fuel Cell e Water Electrolyzer, le tortuosità anisotrope possono ora essere utilizzate nei nodi H2 Gas Diffusion Layer, O2 Gas Diffusion Layer, H2 Gas Diffusion Electrode e O2 Gas Diffusion Electrode per calcolare i coefficienti di diffusione efficaci. Inoltre, l'interfaccia Transport of Concentrated Species supporta ora la tortuosità anisotropa nei mezzi porosi. Questa nuova funzionalità consente di specificare diverse diffusività efficaci dei gas nel piano e attraverso il piano. È possibile visualizzarla nel tutorial aggiornato Species Transport in the Gas Diffusion Layers of a PEM.

Possibilità di specificare le tortuosità anisotrope nell'interfaccia Hydrogen Fuel Cell nel trasporto di specie nel tutorial Gas Diffusion Layers of a PEM.

Resistenza di contatto

Per le interfacce elettrochimiche, è ora possibile includere la resistenza di contatto nelle condizioni al contorno esterne Electric Ground, Electric Potential, Electrode Current ed Electrode Power. Questa funzionalità evita la necessità di aggiungere un dominio sottile per descrivere uno strato scarsamente conduttivo, che altrimenti risulterebbe in una mesh molto densa, con molti gradi di libertà aggiuntivi. La possibilità di aggiungere un contatto genera un basso carico computazionale mantenendo l'accuratezza.

Questa funzionalità è stata aggiunta anche alle interfacce Hydrogen Fuel Cell e Water Electrolyzer. Inoltre, il nuovo sottonodo Internal Electrode Contact Resistance può essere aggiunto ai contorni interni della Electrode Conducting Phase, ad esempio tra un Gas Diffusion Layer e un Gas Diffusion Electrode. Le resistenze di contatto sulle interfacce elettrodo–elettrolita possono ora essere definite anche utilizzando la sezione Film resistance nelle impostazioni delle seguenti funzioni:

• H2 Electrode Surface
• O2 Electrode Surface
• Internal H2 Electrode Surface
• Internal O2 Electrode Surface
• Thin H2 Gas Diffusion Electrode
• Thin O2 Gas Diffusion Electrode

È possibile vedere questi aggiornamenti nei tutorial Nonisothermal PEM Fuel Cell e Low-Temperature PEM Fuel Cell with Serpentine Flow Field.

Resistenza di contatto aggiunta utilizzando un nodo Internal Electrode Contact Resistance nel tutorial Nonisothermal PEM Fuel Cell.

Nuove interfacce per il flusso accoppiato in mezzi liberi e porosi

È disponibile una nuova interfaccia multifisica Free and Porous Media Flow, Darcy che, una volta selezionata, aggiunge all'albero del modello un'interfaccia Darcy's Law, un'interfaccia Laminar Flow e un nuovo accoppiamento multifisico Free and Porous Media Flow Coupling. Questa interfaccia multifisica può essere utilizzata con la nuova interfaccia Phase Transport in Free and Porous Media Flow per modellare senza problemi il trasporto multifase nel flusso in mezzi liberi e porosi.

Flusso multifase in canale con una seconda fase che entra attraverso un dominio poroso adiacente.

Tutorial aggiornato

La versione 6.2 di COMSOL Multiphysics^® introduce un tutorial aggiornato nel Fuel Cell & Electrolyzer Module.

Shunt Currents in an Alkaline Electrolyzer Stack

Modello dello stack di un elettrolizzatore alcalino con linee di corrente shunt nei canali di ingresso e di uscita e nei collettori.

Titolo in Application Library:
aec_shunt_currents
Download da Application Gallery