水系半固体フロー電池 2D P2D・CFD マルチフィジックスシミュレーター

⚡ 材料物性 (MH ALLOY & SOLID ELECTRONIC CONDUCTIVITY)

スラリー固相電子伝導度 σ_solid 1000 S/m

MH 粒子固相水素拡散係数 D_H 1.5e-13 m²/s

MH 粒子径 d_p 15 μm

MH 粒子密度 ρ_MH 8200 kg/m³

交換電流密度基準値 j_0,ref 35 A/m²

スラリー降伏応力 τ₀ 1.5 Pa

💧 KOH+MH 分散液・電解液物性

KOH 溶液密度 ρ_solv 1250 kg/m³

KOH 溶媒粘性 μ₀ 1.25 mPa·s

KOH 電導度 σ_KOH 55 S/m

Bruggeman 指数 m 1.50

動作温度 T 25 °C

⚡ 電気化学動作条件 (OPERATING CONDITIONS)

アノード動作電位 V_app -0.75 V

初期充電状態 (Inlet SOC) 80 %

🕸️ 2D メッシュ分割設定 (MESH GRID)

メッシュ重ね合わせ表示

X方向メッシュ数 N_x 60

Y方向メッシュ数 N_y 16

🌊 スラリー流速 & 固形分率

流速 U_inlet 20.0 mm/s

固形分率 φ (MH粒子) 20 %

📐 構造物性 (CHANNEL GEOMETRY)

流路スロープ非対称配置 (Taper Align)

導入流路幅 W_inlet 4.0 mm

導入部長さ L_inlet 15.0 mm

ディフューザー長 L_diffuser 10.0 mm

反応幅 W_rxn 12.0 mm

反応部長さ L_rxn 40.0 mm

レデューサー長 L_reducer 10.0 mm

排出流路幅 W_outlet 4.0 mm

排出部長さ L_outlet 15.0 mm

平衡電位 (E_eq): -0.930 V

アノード放電電流 (I_total): 125.5 mA

平均反応電流密度 (j_avg): 31.4 mA/cm²

出口最小 MH SOC: 68.2 %

Python 全圧力損失 (ΔP): 1.85 kPa

⏳ Python P2D 物理シミュレーション計算中...

2D Slurry CFD + Micro 1D Radial Hydrogen Diffusion Solvers

🖥️ P2D Multi-Physics 総合モニタリングダッシュボード (縦スクロール表示)

Inlet

Current Collector

Separator

Outlet

📊 1. Python P2D 電気化学 3段解析プロット (1-1.ミクロ1D粒子拡散, 1-2.分極・電力曲線, 1-3.出口SOC対電流密度)

🔋 2. P2D Particle Surface SOC Field SOC_surf(x,y) (粒子の流れアニメーション付き)

🔋 3. P2D Particle Volume-Averaged SOC Field SOC_avg(x,y) (粒子の流れアニメーション付き)

⚡ 4. 2D Reaction Current Density j(x,y) (粒子の流れアニメーション付き)

🎥 5. Aqueous Semi-Solid Slurry 2D CFD Speed |u| [mm/s] (粒子の流れアニメーション付き)

💥 6. 2D Pressure Distribution Field p [kPa] (粒子の流れアニメーション付き)