本技術(shù)涉及燃料電池，特別是涉及一種擴(kuò)散參數(shù)的確定方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)和程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、固體氧化物燃料電池（sofcs）是一種在中高溫下直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置。具體來(lái)說(shuō)，sofcs中的o2在陰極通過(guò)還原反應(yīng)得到電子形成o2-離子，并由于陰陽(yáng)極的氧化學(xué)勢(shì)差，o2-穿過(guò)電解質(zhì)后與陽(yáng)極吸附的燃料發(fā)生反應(yīng)。

2、由于o2-較大的離子半徑，o2-在sofcs中的傳輸速度往往受限，通過(guò)評(píng)估o2-在sofcs中的擴(kuò)散系數(shù)，來(lái)確定sofcs的電能轉(zhuǎn)換效率變得尤為重要。傳統(tǒng)技術(shù)中，是通過(guò)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合優(yōu)化的born-mayer-huggins勢(shì)（bmh）來(lái)模擬有限溫度下燃料電池的氧擴(kuò)散行為，從而確定固體氧化物燃料電池的擴(kuò)散參數(shù)（例如，燃料電池的氧離子擴(kuò)散系數(shù)）的。

3、然而，傳統(tǒng)的擴(kuò)散參數(shù)的確定方法存在確定的擴(kuò)散參數(shù)不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)固體氧化物燃料電池(sofcs)氧離子擴(kuò)散系數(shù)的擴(kuò)散參數(shù)的確定方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)和程序產(chǎn)品。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種擴(kuò)散參數(shù)的確定方法，包括：

3、獲取目標(biāo)燃料電池在無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的第一能量參數(shù)和目標(biāo)燃料電池在多個(gè)含氧空位結(jié)構(gòu)下的第二能量參數(shù)；各含氧空位結(jié)構(gòu)是指目標(biāo)燃料電池中存在不同氧空位濃度時(shí)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)；

4、對(duì)第一能量參數(shù)和各第二能量參數(shù)進(jìn)行處理，得到各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)；

5、根據(jù)各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，確定目標(biāo)氧空位濃度；

6、根據(jù)目標(biāo)氧空位濃度構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，并通過(guò)第一性原理分子動(dòng)力學(xué)aimd算法求解所述結(jié)構(gòu)模型，得到目標(biāo)氧空位濃度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)擴(kuò)散參數(shù)。

7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述對(duì)第一能量參數(shù)和各第二能量參數(shù)進(jìn)行處理，得到各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，包括：

8、獲取各含氧空位結(jié)構(gòu)的晶格氧與氧空位的構(gòu)型熵；

9、根據(jù)無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的第一振動(dòng)能量參數(shù)和第一內(nèi)部能量參數(shù)，以及含氧空位結(jié)構(gòu)下的第二振動(dòng)能量參數(shù)和第二內(nèi)部能量參數(shù)，確定目標(biāo)燃料電池的能量變化參數(shù)；

10、根據(jù)第一能量參數(shù)、各第二能量參數(shù)、構(gòu)型熵和能量變化參數(shù)，確定各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述根據(jù)第一能量參數(shù)、各第二能量參數(shù)、構(gòu)型熵和能量變化參數(shù)，確定各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，包括：

12、針對(duì)任一個(gè)含氧空位結(jié)構(gòu)，根據(jù)第一能量參數(shù)和第二能量參數(shù)，確定含氧空位結(jié)構(gòu)下的能量差值；

13、根據(jù)能量差值、構(gòu)型熵和能量變化參數(shù)，確定含氧空位結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)。

14、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述根據(jù)無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的第一振動(dòng)能量參數(shù)和第一內(nèi)部能量參數(shù)，以及含氧空位結(jié)構(gòu)下的第二振動(dòng)能量參數(shù)和第二內(nèi)部能量參數(shù)，確定目標(biāo)燃料電池的能量變化參數(shù)，包括：

15、將第一振動(dòng)能量參數(shù)和第一內(nèi)部能量參數(shù)進(jìn)行加和運(yùn)算，得到無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的第三能量參數(shù)；

16、將第二振動(dòng)能量參數(shù)和第二內(nèi)部能量參數(shù)進(jìn)行加和運(yùn)算，得到含氧空位結(jié)構(gòu)下的第四能量參數(shù)；

17、根據(jù)第三能量參數(shù)和第四能量參數(shù)之間的差值，確定目標(biāo)燃料電池的能量變化參數(shù)。

18、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述根據(jù)各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，確定目標(biāo)氧空位濃度，包括：

19、對(duì)各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)進(jìn)行擬合處理，得到氧空位濃度與自由能之間的關(guān)系曲線；

20、根據(jù)關(guān)系曲線，確定目標(biāo)吉布斯自由能對(duì)應(yīng)的目標(biāo)氧空位濃度。

21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述獲取各含氧空位結(jié)構(gòu)的晶格氧與氧空位的構(gòu)型熵，包括：

22、獲取各含氧空位結(jié)構(gòu)下的氧空位的摩爾分?jǐn)?shù)；

23、確定與各含氧空位結(jié)構(gòu)下的氧空位的摩爾分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)的構(gòu)型熵。

24、第二方面，本技術(shù)還提供了一種擴(kuò)散參數(shù)的確定裝置，包括：

25、獲取模塊，用于獲取目標(biāo)燃料電池在無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的第一能量參數(shù)和目標(biāo)燃料電池在多個(gè)含氧空位結(jié)構(gòu)下的第二能量參數(shù)；各含氧空位結(jié)構(gòu)是指目標(biāo)燃料電池中存在不同氧空位濃度時(shí)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)；

26、處理模塊，用于對(duì)第一能量參數(shù)和各第二能量參數(shù)進(jìn)行處理，得到各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)；

27、濃度確定模塊，用于根據(jù)各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，確定目標(biāo)氧空位濃度；

28、參數(shù)確定模塊，用于目標(biāo)氧空位濃度構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，并通過(guò)第一性原理分子動(dòng)力學(xué)aimd算法求解所述結(jié)構(gòu)模型，得到目標(biāo)氧空位濃度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)擴(kuò)散參數(shù)。

29、第三方面，本技術(shù)還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：

30、獲取目標(biāo)燃料電池在無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的第一能量參數(shù)和目標(biāo)燃料電池在多個(gè)含氧空位結(jié)構(gòu)下的第二能量參數(shù)；各含氧空位結(jié)構(gòu)是指目標(biāo)燃料電池中存在不同氧空位濃度時(shí)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)；

31、對(duì)第一能量參數(shù)和各第二能量參數(shù)進(jìn)行處理，得到各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)；

32、根據(jù)各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，確定目標(biāo)氧空位濃度；

33、根據(jù)目標(biāo)氧空位濃度構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，并通過(guò)第一性原理分子動(dòng)力學(xué)aimd算法求解所述結(jié)構(gòu)模型，得到目標(biāo)氧空位濃度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)擴(kuò)散參數(shù)。

34、第四方面，本技術(shù)還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：

35、獲取目標(biāo)燃料電池在無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的第一能量參數(shù)和目標(biāo)燃料電池在多個(gè)含氧空位結(jié)構(gòu)下的第二能量參數(shù)；各含氧空位結(jié)構(gòu)是指目標(biāo)燃料電池中存在不同氧空位濃度時(shí)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)；

36、對(duì)第一能量參數(shù)和各第二能量參數(shù)進(jìn)行處理，得到各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)；

37、根據(jù)各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，確定目標(biāo)氧空位濃度；

38、根據(jù)目標(biāo)氧空位濃度構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，并通過(guò)第一性原理分子動(dòng)力學(xué)aimd算法求解所述結(jié)構(gòu)模型，得到目標(biāo)氧空位濃度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)擴(kuò)散參數(shù)。

39、第五方面，本技術(shù)還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：

40、獲取目標(biāo)燃料電池在無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的第一能量參數(shù)和目標(biāo)燃料電池在多個(gè)含氧空位結(jié)構(gòu)下的第二能量參數(shù)；各含氧空位結(jié)構(gòu)是指目標(biāo)燃料電池中存在不同氧空位濃度時(shí)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)；

41、對(duì)第一能量參數(shù)和各第二能量參數(shù)進(jìn)行處理，得到各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)；

42、根據(jù)各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，確定目標(biāo)氧空位濃度；

43、根據(jù)目標(biāo)氧空位濃度構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，并通過(guò)第一性原理分子動(dòng)力學(xué)aimd算法求解所述結(jié)構(gòu)模型，得到目標(biāo)氧空位濃度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)擴(kuò)散參數(shù)。

44、上述擴(kuò)散參數(shù)的確定方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)和程序產(chǎn)品，獲取目標(biāo)燃料電池在無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的第一能量參數(shù)和目標(biāo)燃料電池在多個(gè)含氧空位結(jié)構(gòu)下的第二能量參數(shù)，對(duì)第一能量參數(shù)和各第二能量參數(shù)進(jìn)行處理，得到各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，根據(jù)各含氧空位結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)的自由能參數(shù)，確定目標(biāo)氧空位濃度，根據(jù)目標(biāo)氧空位濃度構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，并通過(guò)第一性原理分子動(dòng)力學(xué)aimd算法求解所述結(jié)構(gòu)模型，得到目標(biāo)氧空位濃度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)擴(kuò)散參數(shù)；各含氧空位結(jié)構(gòu)是指目標(biāo)燃料電池中存在不同氧空位濃度時(shí)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。上述方法提供的擴(kuò)散參數(shù)的確定方法，通過(guò)對(duì)目標(biāo)燃料電池在無(wú)氧空位結(jié)構(gòu)下的能量參數(shù)和目標(biāo)燃料電池在多個(gè)含氧空位結(jié)構(gòu)下的能量參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算處理，即可得到目標(biāo)燃料電池的氧擴(kuò)散系數(shù)，與通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法確定目標(biāo)燃料電池的氧擴(kuò)散系數(shù)的方法相比，上述擴(kuò)散參數(shù)的確定方法確定的擴(kuò)散參數(shù)準(zhǔn)確度高，且簡(jiǎn)單易行，擴(kuò)散參數(shù)的確定效率極高。