燃料電池＆電解槽モジュールアップデート
濃縮電解質輸送インターフェース
任意の数の荷電種と非荷電種を含む任意の電解質溶液の輸送をモデル化するために, 濃縮電解質輸送インターフェースが利用できるようになりました. この電気化学インターフェースは濃縮溶液理論に基づいており, 輸送方程式は局所的な電気的中性を想定した 2元マックスウェル・ステファン拡散係数を使用して定義されます. ネルンスト・プランク方程式とは対照的に, 濃縮溶液理論では, 電解質種が一定濃度の中性溶媒で希釈されることを想定していません. モデル化できる一般的な電解質には, イオン液体, 塩溶融物, および電荷を運ぶ種の無視できない濃度勾配を特徴とする高濃度溶液などがあります. 新しい溶融炭酸塩輸送チュートリアルモデルでは, この機能が紹介されています.
パラメーター推定
パラメーター推定スタディステップと BOBYQA, Levenberg–Marquardt, および IPOPT 最適化ソルバーが, 燃料電池および電解装置モジュールで利用できるようになりました. パラメーター推定は, シミュレーションを実験データに適合させることによってモデルパラメーターを決定するために使用されます. この新しい追加機能は, ポリマー膜燃料電池モデルのパラメーター推定チュートリアルモデルで確認できます.
2相流の機能と変数の改善
水素燃料電池と水電解装置のインターフェースには, バージョン 6.3 で相輸送インターフェースに追加された機能との結合により, 境界とドメインの両方で液体相と気相の質量源を定義する機能が含まれるようになりました. 新しい境界質量源機能を使用して境界に質量源項を追加し, 新しい質量源機能を使用してドメインに追加できます.
水素燃料電池と水電解装置のインターフェースでは, 電解質タイプに固体相と液体相のオプションが利用できるようになりました. この機能は, 電荷を運ぶイオンが, インターフェースによって定義された液体質量流束とソース変数に寄与するかどうかを指定します. さらに, モデルウィザードでは, デフォルトで液体オプションを使用するアルカリエントリが追加されました. 次のチュートリアルモデルは, これらの改善点を示しています:
- two_phase_pemfc
- zero_gap_aec
- aec_shunt_currents (アルカリオプション限定)
分散多相流におけるせん断誘起移動
濃縮懸濁液では, 不可逆な粒子衝突により, せん断速度の低い領域への粒子移動が発生します. これは, 粒子分画や精密濾過などのプロセスで使用される現象です. たとえば, 中性浮力混合物の圧力駆動流路流れでは, 粒子は流路の中心に集まる傾向があります. 混合モデルマルチフィジックスカップリングで新たに追加された “せん断誘起移動を含める” オプションは, 複数の化学種をサポートし, このようなシミュレーションの精度を高めます.
相対浸透率のべき乗法則オプション
多孔質媒体の相輸送インターフェースの多孔質媒体機能に, 新しいべき乗法則オプションが追加され, べき乗法則式に基づく相対浸透率の実装が容易になりました. この機能強化により, 多孔質媒体シミュレーションにおける浸透挙動の設定とモデリングが簡素化されます.
化学種輸送インターフェースの結果テンプレート
反応システムの有用で視覚的に魅力的なプロットを作成するには, 多くの反応物があり, プロットする濃度場も多数あるため, 時間がかかります. 時間を節約するために, 化学種輸送インターフェースにはいくつかの新しい結果テンプレートがあります. これらの中には, グラフィックスウィンドウに最大4つの化学種の濃度を同時に含めるアレイプロットテンプレートが用意されています. 結果テンプレートは, アドオン製品に関係なく, すべての化学種輸送インターフェースで使用できますが, 化学工学のモジュール, CFD モジュール, 多孔質媒体流れモジュール, 地下水流モジュール, およびマイクロフルイディクスモジュールに含まれる多成分輸送インターフェースで特に役立ちます.
新しいチュートリアルモデル
COMSOL Multiphysics® バージョン 6.3 では, 燃料電池&電解装置モジュールにいくつかの新しいチュートリアルモデルが追加されました.
2相非等温ゼロギャップアルカリ水電解装置
固体酸化物電解セルにおける水と二酸化炭素の共電気分解
アンモニア供給型固体酸化物燃料電池
ポリマー電解質膜燃料電池モデルのパラメーター推定
溶融炭酸塩輸送
