前言

固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高温燃料电池，在军事、电力及运输上具有广阔的应用前景，是当前国际新能源技术发展的一大热点。SOFC工作过程中涉及的物理过程、化学过程和电化学过程并非互不相干而是强烈相互耦合的。通过实验方法研究不同过程间的相互作用是一种非常昂贵且耗时的方式。相对而言，一方面数值模拟方法不仅成本低而且高效，另一方面数值模拟不仅有助于研究者加深对SOFC工作过程中各种现象的理解，而且还可以非常容易地分析各种参数对SOFC性能的影响，进而发现潜在问题，进行有针对性的优化设计。随着计算机和商业软件的发展，数值模拟方法变得越来越强大、越来越准确。因此在SOFC商业化的道路上，数值模拟方法扮演着越来越重要的角色。

《固体氧化物燃料电池理论分析与结构优化设计》共分12章，下面简要介绍各章的主要内容。

第1章简要介绍了燃料电池，重点介绍了固体氧化物燃料电池开路电压、活化极化、欧姆极化、浓差极化、效率的计算方法；第2章介绍了一个具有菲克定律形式的尘气模型；第3章提出了采用3D立方体堆积方法重构电极微观结构，然后基于重构的电极3D立方体堆积模型，推导了电极的曲率；第4章建立了纺丝电极的三相线（TPB）理论模型；第5章对比分析了阳极支撑SOFC（ASC）与阴极支撑SOFC（CSC）的差异；第6章提出了一种新颖的SOFC构型-双电极支撑结构（BSC）；第7章分析了电极集流层厚度对SOFC性能的影响；第8章分析了肋对电池性能的影响；第9章对阴极支撑SOFC肋尺寸进行了优化；第10章介绍了不同接触电阻时肋合适的取值范围；第11章设计了一种新型连接体——交叉形连接体；第12章建立了SOFC的全尺寸多物理场模型。

全书从燃料电池的各个结构对其进行解析和优化，数据图表均来自于作者的研究成果，相信会为研究燃料电池的技术人员、相关高校教师提供一些借鉴。

本书主要由孔为、潘泽华、韩雷涛等著，肖蓓蓓、王亮、高祥、张强、吴杰、张文轩、张梦彤、韩振、黄红艳、柴业鹏等也参与了本书的撰写、修改校正工作，在此一并表示感谢。感谢中国科学技术大学林子敬教授、江苏科技大学苏石川教授、陈代芬副院长等的帮助以及江苏科技大学给予的支持与资助。此外，我们特别感谢化学工业出版社的相关编辑在本书出版过程中所给予的帮助和支持！

由于作者的水平有限，疏漏与不足之处在所难免，敬请同行与读者不吝赐教。

著者

2018年1月