A new approach to microstructure optimization of solid oxide fuel cell electrodes
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
Designing optimal microstructures for solid oxide fuel cell (SOFC) electrodes is complicated due to the multitude of electro-chemo-physical phenomena taking place simultaneously that directly affect working conditions of a SOFC electrode and its performance. In this study, a new design paradigm is presented to obtain a balance between electrochemical sites in the form of triple phase boundary (TPB) density and physical properties in the form of gas diffusivity in the microstructure of a SOFC electrode. The method builds on top of a previously developed methodology for digital realization of generic microstructures with different geometric properties in ionic or electronic conductor grains. The obtained realizations of SOFC electrode are then used to calculate TPB density and gas transport factor. In the next step, based on the obtained database, a neural network is trained to relate input geometrical parameters to those output properties. The results indicate that the TPB density is less sensitive to the geometry than the gas transport factor. Also, the smaller particles in the ionic and electronic conductor phase lead to a higher amount of TPB density. The presented methodology is also used to obtain the maximum feasible properties of microstructures and their related geometric characteristics for special target functions like maximum reaction sites and gas diffusivity in a realized model. The tradeoff between input and output parameters is another application of this modeling approach which demonstrates the TPB density and gas transport factor variation versus the geometric anisotropy of particles and porosity, respectively.
Language:
English
Published:
Iranian Journal of Hydrogen and Fuel Cell, Volume:4 Issue: 2, Spring 2017
Pages:
93 - 102
magiran.com/p1765055  
برخی از خدمات از جمله دانلود متن مقالات تنها به مشترکان مگیران ارایه می‌گردد. شما می‌توانید به یکی از روش‌های زیر مشترک شوید:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 700,000ريال می‌توانید 100 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • دسترسی به متن مقالات این پایگاه در قالب ارایه خدمات کتابخانه دیجیتال و با دریافت حق عضویت صورت می‌گیرد و مگیران بهایی برای هر مقاله تعیین نکرده و وجهی بابت آن دریافت نمی‌کند.
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.