بررسی حساسیت توزیع تنش گرمایی برای یک پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای

تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریسیته به واسطه دستگاه الکترو-شیمیایی پیل سوختی انجام می گیرد. به وسیله دمای عملیاتی بالای پیل سوختی اکسید جامد (بین 700 و 1000)، تنش گرمایی به وجود آمده که عامل اصلی شروع و انتشار ترک است. این پدیده ممکن است باعث نشت گاز، ناپایداری ساختار و توقف عملیات SOFC قبل از عمر مفید آن باشد. هدف این پژوهش ارایه روشی برای پیش بینی شروع ترک ها در یک SOFC صفحه ای متخلخل ناهمسانگرد است. دما و توزیع تنش محاسبه می شود. در این روش از ضریب شدت تنش و انتگرال-جی مواد برای پیش بینی شروع ترک در داخل آند و کاتد متخلخل استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داد که بالاترین تنش گرمایی در گوشه های بالای کاتد و در گوشه های پایین آند رخ می دهد. به علاوه، ضخامت الکترود کاتد در سمت چپ، به میزان %5/1 افزایش می یابد. درنهایت، شروع ترک در سمت چپ بین گوشه های بالایی و پایینی کاتد رخ می دهد.