COMSOL Multiphysics^® 6.2 リリースハイライト

燃料電池および電解槽モジュールアップデート

燃料電池および電解槽モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.2 では, 多孔質媒体内のガス拡散 (クヌーセン拡散) のための新しい孔-壁相互作用モデル, 異方性ねじれを定義する機能, および接触抵抗を定義する機能が導入されています. これらのアップデートと詳細については, 以下をご覧ください.

気相質量輸送の孔-壁相互作用およびクヌーセン拡散

水素燃料電池および水電解槽インターフェースでは, H2 ガス拡散層, O2 ガス拡散層, H2 ガス拡散電極, および, O2 ガス拡散電極機能には, [設定] ウィンドウに新しい [細孔壁相互作用を含む] チェックボックスが含まれています. この機能を使用すると, クヌーセン拡散率またはユーザー定義値を使用して壁の拡散率を定義できます. 細孔壁の相互作用は通常, 例えば固体酸化物電解質ベースのガス拡散電極など, 小さな細孔サイズと組み合わせて高温でより重要になります. 固体酸化物燃料電池の電流密度分布 チュートリアルモデルと 熱力学を使用した固体酸化物電解槽 チュートリアルモデルの両方のバージョンで, この新機能が使われています.

異方性ねじれ

水素燃料電池および水電解槽インターフェースでは, H2 ガス拡散層, O2 ガス拡 散層, H2 ガス拡散電極, および O2 ガス拡散電極ノードで異方性ねじれを使用して, 実効拡散係数を計算できるようになりました. さらに, 濃縮種輸送インターフェースは, 多孔質媒体の異方性ねじれをサポートするようになりました. この新しい機能により, さまざまな面内および面を通る有効ガス拡散率を指定できるようになります. この機能は, 更新されたPEMガス拡散層中の化学種輸送チュートリアルモデルで確認できます.

接触抵抗

電気化学インターフェースの場合, 接地, 電位, 電極電流, および電極電力の外部境界条件に接触抵抗を含めることができるようになりました. この機能により, 導電性の低い層を記述するために薄いドメインを追加する必要がなくなります. それにより, 多くの自由度が追加され, 非常に高密度のメッシュが生成されることがなくなります. 接触を追加できるため, 精度を維持しながら計算負荷が低くなります.

この機能は, 水素燃料電池および水電解装置インターフェースにも追加されました. さらに, 新しい内部電極接触抵抗サブノードを, たとえばガス拡散層とガス拡散電極の間の内部電極導電相境界に追加できます. 電極と電解質の界面の接触抵抗は, 次の機能の設定の膜抵抗セクションを使用して定義できるようになりま した:

• H2電極表面
• O2電極表面
• 内部H2電極表面
• 内部O2電極表面
• 薄いH2ガス拡散電極
• 薄いO2ガス拡散電極

この機能のアップデートは非等温 PEM 燃料電池 および 蛇行流路 チュートリアルモデルで見ることができます.

自由および多孔質媒体流れ連成の新しいインターフェース

新しい自由および多孔質媒体流れ(ダルシー)マルチフィジックスインターフェースがあり, これを選択すると, ダルシー則インターフェース, 層流インターフェース, および新しい自由および多孔質媒体流れマルチフィジックスカップリングがモデルツリーに追加されます. このマルチフィジックスインターフェースを自由多孔質媒体流れの新しい相輸送インターフェースと併用して, 自由多孔質媒体流れにおける多相輸送をシームレスにモデル化できます. これらの機能は, 新しい地下水汚染のモデリングチュートリアルモデルで確認できます.

更新されたチュートリアルモデル

COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.2 では次のチュートリアルモデルが燃料電池 & 電解槽モジュールで更新されました.