3.1.4　電堆內部能量守恒

通過下面的耦合計算,可以求解所有流體、多孔電極和固體區的能量守恒方程:

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

式中,Cp,_mix=YαCp,α是混合物比熱容;Cp,α是組分α的恒壓比熱容;k_therm是熱導率,使用Fluent中理想氣體混合定律計算;hα和是組分α的顯焓和擴散通量;是黏性耗散。歐姆熱主要發生在復合電極和電解質中,是因為它們具有較大的離子電阻,所以將它們包含在熱源中是合理的[20]。Q包含室溫下的化學反應熱、歐姆熱以及活化熱:

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

式中,F是法拉第常數;Δh0是在室溫下電化學反應標準摩爾焓的變化,它是電極功能層Rα內每個組分消耗/產生速率的函數;V_out是電池單元輸出電壓。