燃料电池是未来清洁能源发展的一个方向,它是将化学反应的化学能直接转变为电能的装置。固体氧化物燃料电池(SOFC)属于高温燃料电池,具有全固结构、燃料使用面广、能量密度大、余热利用价值高等优点。SOFC的设计形式主要分为平板式和管式两种,平板式SOFC更具有发展前景。由于SOFC结构复杂高温(1000℃附近)等特性,因此通过实验来测量电池内的电流密度分布、固体和气体的温度分布以及气体的成分比较困难。数值模拟可以用来考察电池在各种运行条件下的性能,是预测电池的稳态和非稳态性能以及优化电池运行和结构的有效工具。本文对固体氧化物燃料电池(SOFC)进行了理论分析,考虑电极极化和欧姆极化。以氢为燃料的平板式SOFC为研究对象,设计三维SOFC数值模型。模型中采用电化学动力学方程和质量、能量、动量、组分守恒方程描述电池内的流动、传热和化学组分传递等物理过程,耦合电化学动力学反应方程,建立数学模型。应用FLUENT软件对稳态SOFC进行了数值模拟。应用计算结果分析电池结构参数对SOFC性能的影响;分析了电解质支撑SOFC的流场分布、组分浓度分布、温度分布、电流极化电压分布;比较不同支撑形式对SOFC性能的影响。