Points forts de COMSOL Multiphysics^® 6.2

Nouveautés du module Fuel Cell & Electrolyzer

Pour les utilisateurs du module Fuel Cell & Electrolyzer, la version 6.2 de COMSOL Multiphysics^® introduit un nouveau modèle d'interaction pore-paroi pour la diffusion des gaz dans les milieux poreux (diffusion de Knudsen), ainsi qu'une fonctionnalité permettant de définir des tortuosités anisotropes et la possibilité de définir des résistances de contact. Découvrez ces nouveautés et bien d'autres ci-dessous.

Interaction pore-paroi et diffusivité de Knudsen pour le transport de masse en phase gazeuse

Pour les interfaces Pile à combustible à hydrogène et Electrolyseur d'eau, les fonctionnalités Couche de diffusion de H2 gazeux, Couche de diffusion de O2 gazeux, Electrode de diffusion de H2 gazeux et Electrode de diffusion de O2 gazeux comprennent une nouvelle case à cocher Inclure l'interaction pore-paroi dans leur fenêtre de réglages. Cette fonctionnalité peut être utilisée pour définir la diffusivité de paroi en utilisant soit la diffusivité de Knudsen, soit des valeurs définies par l'utilisateur. Les interactions pore-paroi deviennent généralement plus importantes à haute température si les pores sont de petite taille, par exemple dans les électrodes de diffusion de gaz utilisant un électrolyte à oxyde solide. Le tutoriel Current Density Distribution in a Solid Oxide Fuel Cell et les deux versions du tutoriel Solid Oxide Electrolyzer Using Thermodynamics ont été mis à jour pour intégrer cette nouvelle fonctionnalité.

La case à cocher Inclure l'interaction pore-paroi permet d'utiliser la diffusivité de Knudsen dans l'interface Electrolyseur d'eau du tutoriel Solid Oxide Electrolyzer Using Thermodynamics.

Tortuosités anisotropes

Pour les interfaces Pile à combustible à hydrogène et Electrolyseur d'eau, les tortuosités anisotropes peuvent désormais être utilisées dans les noeuds Couche de diffusion de H2 gazeux, Couche de diffusion de O2 gazeux, Electrode de diffusion de H2 gazeux et Electrode de diffusion de O2 gazeux pour calculer les coefficients de diffusion effectifs. En outre, l'interface Transport d'espèces concentrées prend désormais en charge la tortuosité anisotrope dans les milieux poreux. Cette nouvelle fonctionnalité permet de spécifier différentes diffusivités effectives de gaz dans le plan et à travers le plan. Celle-ci est mise en oeuvre dans le tutoriel mis à jour Species Transport in the Gas Diffusion Layers of a PEM.

Définition de tortuosités anisotropes dans l'interface Pile à combustible à hydrogène pour le transport de gaz dans le tutoriel Gas Diffusion Layers of a PEM.

Résistance de contact

Pour les interfaces d'électrochimie, les résistances de contact peuvent désormais être prises en compte dans les conditions aux limites externes suivantes : Masse, Potentiel électrique, Courant à l'électrode et Puissance de l'électrode. Cette fonctionnalité dispense d'ajouter un domaine mince pour décrire une couche peu conductrice, ce qui se traduirait par un maillage très dense, et ajouterait de nombreux degrés de liberté supplémentaires. La possibilité de décrire ainsi un contact permet de limiter le besoin en ressources de calcul tout en conservant une bonne précision.

Cette fonctionnalité a également été ajoutée aux interfaces Pile à combustible à hydrogène et Electrolyseur d'eau. En outre, le nouveau sous-noeud Résistance de contact interne de l'électrode peut être ajouté aux frontières internes de la Phase de conduction électronique, par exemple, entre une couche de diffusion de gaz et une électrode de diffusion de gaz. Les résistances de contact sur les interfaces électrode-électrolyte peuvent désormais être définies à l'aide de la section Résistance de film dans les réglages des fonctionnalités suivantes :

• Surface de l'électrode H2
• Surface de l'électrode O2
• Surface interne de l'électrode H2
• Surface interne de l'électrode O2
• Electrode mince de diffusion de H2 gazeux
• Electrode mince de diffusion de O2 gazeux

Les tutoriels Nonisothermal PEM Fuel Cell et Low-Temperature PEM Fuel Cell with Serpentine Flow Field illustrent ces mises à jour.

Résistance de contact ajoutée à l'aide d'un noeud Résistance de contact de l'électrode interne dans le tutoriel Nonisothermal PEM Fuel Cell.

Nouvelles interfaces pour les écoulements couplées en milieu libre et poreux

Une nouvelle interface multiphysique Ecoulement en milieu libre et poreux, Darcy ajoute, lorsqu'elle est sélectionnée, une interface Loi de Darcy, une interface Ecoulement laminaire et un nouveau couplage multiphysique Couplage de l'écoulement en milieu libre et poreux à l'arborescence du modèle. Cette interface multiphysique peut être utilisée avec la nouvelle interface Transport de phase en milieu libre et poreux pour modéliser aisément le transport multiphasique dans un écoulement en milieu libre et poreux. Ces nouvelles fonctionnalités sont illustrées dans le nouveau tutoriel Modeling Groundwater Contamination.

Ecoulement multiphasique dans un canal avec une seconde phase entrant par un milieu poreux adjacent.

Tutoriel mis à jour

La version 6.2 de COMSOL Multiphysics^® met à jour l'un des tutoriels du module Fuel Cell & Electrolyzer.

Shunt Currents in an Alkaline Electrolyzer Stack

Modèle de stack d'électrolyseur alcalin avec des lignes de courant de fuite dans les canaux et collecteurs d'entrée et de sortie.

Nom de l'application:
aec_shunt_currents
Lien de téléchargement de l'application