Advanced design of cathode array protrusion structure of solid oxide fuel cell based on NSGA-II multi-objective optimization

材料科学 阴极 多目标优化 固体氧化物燃料电池 燃料电池 氧化物 化学工程 工艺工程 计算机科学 阳极 电极 冶金 化学 物理化学 机器学习 工程类
作者
Yi Cui,Zhen Wang,Laishun Yang,H. M. Jia,Yaoyu Ren,Lei Song,Grace Gar‐Lee Yue
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier BV]
卷期号:226: 125457-125457
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125457
摘要

As fuel cells gain widespread utilization, augmenting the power density and combination property of Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) has emerged as a pivotal area of research. This study introduces an innovative arrayed protrusion structure within the cathode flow channels of SOFCs to induce secondary flow. The influence of this arrayed structure on fuel cell combination property is meticulously analyzed through comprehensive numerical simulations. Furthermore, this paper employs the Response Surface Methodology to evaluate the synergistic effects of cathode operational conditions, particularly temperature, and arrayed structure parameters (including base width, height, and quantity) on SOFC performance. Correlations among these variables have been established to show synergistic associations between variables and performance index. The findings reveal that the inclusion of an arrayed structure in the cathode flow channels generates multi-directional vortices, thereby intensifying gas disturbance, facilitating reactant diffusion, and optimizing oxygen concentration distribution. This results in a marked enhancement of the fuel cell's overall performance. Among the operational parameters analyzed, temperature exerts the most substantial influence on power density, followed by protrusion height, base width, and number. Ultimately, using the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II), Pareto optimal solutions were derived, yielding a superior balance of higher power density and reduced pressure drop. Compared to the baseline, the power density in these Pareto optimal solutions saw an increase of 16.5% to 23.6%, while pressure drop escalated marginally by 1.5% to 8.9%.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
滴滴答答发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
Young发布了新的文献求助10
1秒前
香蕉觅云的应助被娥宝宝采纳,获得10
1秒前
。。完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
云吞完成签到,获得积分10
2秒前
斩棘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
bkagyin的应助被柴柴采纳,获得10
2秒前
周鑫发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
pppprrrrrrr完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6.2的应助被小y采纳,获得10
3秒前
bkagyin的应助被佰斯特威采纳,获得10
3秒前
大个的应助被yin采纳,获得10
3秒前
刘璞完成签到,获得积分10
3秒前
吴建文完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
香菜叶完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
多肉葡萄发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
悲凉的幻巧完成签到 ,获得积分10
6秒前
禹宛白发布了新的文献求助10
7秒前
Muggle完成签到,获得积分20
7秒前
李爱国的应助被风中的丝袜采纳,获得10
7秒前
隐形曼青的应助被风中的丝袜采纳,获得10
7秒前
王佳鑫完成签到,获得积分10
7秒前
大模型的应助被风中的丝袜采纳,获得10
7秒前
卓隶完成签到,获得积分10
8秒前
orixero的应助被风中的丝袜采纳,获得10
8秒前
8秒前
小二郎的应助被风中的丝袜采纳,获得10
8秒前
情怀的应助被风中的丝袜采纳,获得10
8秒前
wedius发布了新的文献求助10
8秒前
FashionBoy的应助被风中的丝袜采纳,获得10
8秒前
8秒前
烟花的应助被风中的丝袜采纳,获得10
8秒前
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8034934
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9471903
关于积分的说明 21255409
捐赠科研通 7605089
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389771
关于科研通互助平台的介绍 2521861
邀请新用户注册赠送积分活动 2427149