日本家用燃料电池热电联供系统商业化应用分析

在高度重视用能效率与环境保护的今天,以燃料电池为核心的分布式热电联供系统(CHP)受到越来越多国家与地区的青睐,尤其是日本,率先推出以燃料电池为核心的CHP系统并已实现商业化应用,整体系统效率可达90%以上(低位热值)。日本从20世纪末开始进行燃料电池基础研究,到2004年前后生产出示范产品,2009年开始加速推进商业化应用,目前已形成完整的家用燃料电池系统产业链,成功为各国展示了一条清晰的发展路线。其产品高效清洁,灵活性强,并具有一定的经济效益,每年可为普通家庭节省12万日元以上的费用,日本各大公司建立的示范项目成功引起了民众的注意,政府在产品购买补贴与基础研究方面也加大投入力度,行业标准化更是保证了燃料电池热电联供系统商业化的安全稳步推进。我国对燃料电池相关的基础科学研究始于上世纪90年代,并取得了一定的成果,建立了数个千瓦级示范项目,形成了从理论研究到市场应用的产业链结构,但产品性能与国际先进水平相比还有较大差距。我国应借鉴日本的成功经验,出台相关政策引导扶持燃料电池产业发展,成立相关组织机构管理统筹,建立一定的补贴激励机制,尽早形成行业标准,使我国燃料电池产业步入正轨。     

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)-Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(1.95)复相材料的性能

通过干压成型制备了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ-Gd0.1Ce0.9O1.95(LSCF-GDC)系列双相复合材料,研究了不同LSCF含量对复合材料电导率及烧结性能的影响,同时对微观结构进行了深入分析。结果表明:LSCF含量越高,材料的电导率越高,LSCF质量含量为65%时,800℃电导率可达141.7S/cm。扫描电子显微镜分析了材料的微观结构,晶粒发育良好,结构致密;LSCF对GDC晶粒增长有抑制作用,LSCF质量含量为65%时,1 350℃烧结5h,GDC晶粒尺寸仅有0.3~0.6μm。因此具有很好的微观结构及电性能的双相复合LSCF-GDC透氧膜材料将具有很好的应用前景。     

蜂窝陶瓷负载锰酸锶镧基催化剂制备及性能

采用不同浓度硝酸和草酸溶液,对堇青石蜂窝陶瓷载体进行预处理,考察了酸处理对载体失重率、吸水率及压缩强度的影响。采用催化剂粉体浆料涂覆法,制备了堇青石蜂窝陶瓷负载锰酸锶镧基La0.8Sr0.2Mn0.4Al0.4Zn0.2O3-δ(LSMAZ)整体式催化剂,运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对催化剂进行表征,并在管式反应器上进行甲烷催化燃烧活性测试。结果表明,酸处理能增大载体比表面积和吸水率;相同条件下草酸对载体的侵蚀效果优于硝酸;提高草酸浓度能增强侵蚀效果,但过高浓度的酸处理会使载体压缩强度过小而无法应用。经1050℃煅烧5 h后,所制备的整体式催化剂具有适宜的脱落率,无明显载体-LSAMZ界面反应,并具有最高的甲烷燃烧催化活性。     

轻烧白云石制备氯氧镁水泥实验研究

本文实验研究了轻烧白云石的烧制工艺，在650～750℃下．恒温1～2h制得的轻烧白云石，其活性氧化镁含量在12～13％范围内，以此为原料，制得的氯氧镁水泥快凝早强，试件1天抗析强度高达15MPa以上，7天抗折强度在9～12MPa。     

六氟磷酸锂浓度对锂离子电池性能的影响

配制不同浓度(0.8~2.2 mol/L)的Li PF6/EC+EMC+DMC(质量比1∶1∶1)电解液,用循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电测试并结合Li+迁移数、电导率和黏度等参数的测试,研究锂盐浓度和电解液物化参数对电池倍率性能、循环性能的影响。电解液浓度为1.6~1.8 mol/L时,制得的锂离子电池倍率性能和循环性能最佳。电解液浓度为1.6 mol/L和1.8 mol/L的电池在3.65~2.00 V循环,20.0 C放电相对于0.5 C时的容量保持率分别为89.10%、91.1%;以1.0 C充电、10.0 C放电循环300次,容量保持率分别为56.22%、62.6%。     

玻璃和云母复合封接SOFC电池堆性能

封接技术是影响平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)发展的关键技术之一。实验中用云母和Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy(R=K,Zn,Al2O3,etc.)玻璃复合,将电解质(氧化钇稳定氧化锆,YSZ)支撑的电池和金属连接体(SUS430不锈钢)封接在一起,对封接后电池堆的封接性能和开路电压以及各组元热膨胀性能进行测试。结果表明:云母在室温到720℃的平均热膨胀系数为8.5×10-6 K-1,Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy玻璃20℃到520℃的平均热膨胀系数为11.0×10-6/K,与YSZ和金属连接体匹配。云母的层状结构可以缓解因热膨胀系数不同而产生的应力,在高温状态下云母还能起到固定软化玻璃的作用。通过气密性和电性能测试,在电池堆工作状态下气密性良好,在操作温度为800～900℃下运行28小时,电池堆的开路电压(OCV)维持在1.0V以上,复合封料及其两边材料中的元素没有明显扩散。因此,云母和玻璃Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy复合封接技术可适用于高温SOFC的封接。     

固体氧化物燃料电池电压检测系统设计与应用研究

固体氧化物燃料电池堆由多片单电池串／并联组成，各单电池的电压是表征电池堆性能的关键参数。大功率电池堆高达数百伏的累积电势，成了单电池电压测试的障碍。本文设计了一种高共模抑制比的差分运算电路，该电路在测试中能有效地抑制燃料电池堆的共模电压。实验优化了利用该电路进行燃料电池电压检测的最佳方案。     

粉煤灰地质聚合物轻质发泡材料的制备与性能研究

以粉煤灰地质聚合物为基体,加入发泡剂和稳泡剂,制备了轻质发泡材料.主要研究了温度、表面活性剂、碱用量、水量对材料性能的影响.结果表明,表面活性剂对样品的性能影响最大,加入表面活性剂后,样品的孔径从4～10mm降低到1～2mm以下,抗压强度最高达2.57 MPa(密度为0.76g/cm3),导热系数小于0.09 W/(m·K),使用温度高达800℃,是很好的耐高温、高强度多孔保温材料.     

粉煤灰氯氧镁水泥轻质建筑板材可行性分析

粉煤灰氯氧镁水泥轻质建筑板材是以氯氧镁水泥胶凝材料，粉煤灰为活性填料，中碱玻璃纤维为增强材料，再配以有效的改性外加剂和发泡液，经过适当的生产工艺控制，在常温常压下固化成型的一种新型建材。该材料的发展，符合国家的了能政策土地保持政策和环境保护政策，其用途广泛，价格低廉，有着极强的市场竞争力。     

我国粉煤灰综合利用现状及发展趋势

从环境保护和能源可持续发展角度 ,介绍了我国将粉煤灰用于混凝土、筑路与填筑、建筑制品、农业和精细利用等的情况。分析了粉煤灰的微粒、微量元素和放射性对人体危害情况 ,提出了粉煤灰的利用方向。