3.1.4　电堆内部能量守恒

通过下面的耦合计算,可以求解所有流体、多孔电极和固体区的能量守恒方程:

Δ·(ρCp,_mixT)=Δ·(k_thermΔT-hα+·)+Q(3.7)

式中,Cp,_mix=YαCp,α是混合物比热容;Cp,α是组分α的恒压比热容;k_therm是热导率,使用Fluent中理想气体混合定律计算;hα和是组分α的显焓和扩散通量;是黏性耗散。欧姆热主要发生在复合电极和电解质中,是因为它们具有较大的离子电阻,所以将它们包含在热源中是合理的[20]。Q包含室温下的化学反应热、欧姆热以及活化热:

Q=i_op(-V_out)/2l(3.8)

式中,F是法拉第常数;Δh0是在室温下电化学反应标准摩尔焓的变化,它是电极功能层Rα内每个组分消耗/产生速率的函数;V_out是电池单元输出电压。