前言

固體氧化物燃料電池（SOFC）是一種高溫燃料電池，在軍事、電力及運輸上具有廣闊的應用前景，是當前國際新能源技術發展的一大熱點。SOFC工作過程中涉及的物理過程、化學過程和電化學過程并非互不相干而是強烈相互耦合的。通過實驗方法研究不同過程間的相互作用是一種非常昂貴且耗時的方式。相對而言，一方面數值模擬方法不僅成本低而且高效，另一方面數值模擬不僅有助于研究者加深對SOFC工作過程中各種現象的理解，而且還可以非常容易地分析各種參數對SOFC性能的影響，進而發現潛在問題，進行有針對性的優化設計。隨著計算機和商業軟件的發展，數值模擬方法變得越來越強大、越來越準確。因此在SOFC商業化的道路上，數值模擬方法扮演著越來越重要的角色。

《固體氧化物燃料電池理論分析與結構優化設計》共分12章，下面簡要介紹各章的主要內容。

第1章簡要介紹了燃料電池，重點介紹了固體氧化物燃料電池開路電壓、活化極化、歐姆極化、濃差極化、效率的計算方法；第2章介紹了一個具有菲克定律形式的塵氣模型；第3章提出了采用3D立方體堆積方法重構電極微觀結構，然后基于重構的電極3D立方體堆積模型，推導了電極的曲率；第4章建立了紡絲電極的三相線（TPB）理論模型；第5章對比分析了陽極支撐SOFC（ASC）與陰極支撐SOFC（CSC）的差異；第6章提出了一種新穎的SOFC構型-雙電極支撐結構（BSC）；第7章分析了電極集流層厚度對SOFC性能的影響；第8章分析了肋對電池性能的影響；第9章對陰極支撐SOFC肋尺寸進行了優化；第10章介紹了不同接觸電阻時肋合適的取值范圍；第11章設計了一種新型連接體——交叉形連接體；第12章建立了SOFC的全尺寸多物理場模型。

全書從燃料電池的各個結構對其進行解析和優化，數據圖表均來自于作者的研究成果，相信會為研究燃料電池的技術人員、相關高校教師提供一些借鑒。

本書主要由孔為、潘澤華、韓雷濤等著，肖蓓蓓、王亮、高祥、張強、吳杰、張文軒、張夢彤、韓振、黃紅艷、柴業鵬等也參與了本書的撰寫、修改校正工作，在此一并表示感謝。感謝中國科學技術大學林子敬教授、江蘇科技大學蘇石川教授、陳代芬副院長等的幫助以及江蘇科技大學給予的支持與資助。此外，我們特別感謝化學工業出版社的相關編輯在本書出版過程中所給予的幫助和支持！

由于作者的水平有限，疏漏與不足之處在所難免，敬請同行與讀者不吝賜教。

著者

2018年1月