固体氧化物燃料电池及其混合发电系统的现状及开发

固体氧化物燃料电池（SOFC）以其高能量转换效率、高比功率、无运动部件、堆积结构以及环境友好等特点日益受到重视。文章从燃料电池本体以及基于燃料电池的混合发电系统两方面对发达国家固体氧化物燃料电池的发展进行了调查,通过不同国家开发的电池以及混合发电系统的比较分析,对今后固体氧化物燃料电池的发展起到一定的指导作用。基于对燃料电池外形尺寸、进气道的尺寸和形状等电池结构进行了分析,得出不同结构下电池性能的变化,得到了最有利于燃料电池性能的设计参数。研究结果表明,低电流时,随着多孔电极进气道孔径的增加,电池输出电压也降低;而高电流时,电池输出电压先增大后减少,在孔径为5 mm时电池输出电压最大。     

ZrO2基固体氧化物燃料电池中电荷输运研究

分析了以甲烷为燃料气体、空气为氧化气体的固体氧化物燃料电池中电子、氧离子在电池的阴极、阳极和电解质中的输运过程以及电子导电型电极有效反应区结构.具体研究了Pt|YSZ|Ag固体氧化物燃料电池(SOFC)的输出功率与电池运行温度的关系并与实验结果进行了对照,探讨了燃料电池中的主要电荷输运过程与电极有效反应区结构的关系以及它们对电池性能的影响因素.研究表明:在固体氧化物燃料电池中,电解质/电极/气体所形成的三相界面的结构、电极本身的导电性能和运行温度都直接影响电池的性能.     

内重整高温固体氧化物燃料电池建模与仿真

建立了一维内重整的高温固体氧化物燃料电池的数学模型，对复杂的偏微分方程组的求解进行了适用于快速仿真的一般差分方程组求解的转换，并建立了模块化的固体氧化物燃料电池仿真模型。该模块在组分和能量守恒的基础上，考虑了电化学反应模型，能反映燃料电池的分布参数特性，并可满足动态仿真需求。利用该模型分析了某一工况下固体氧化物燃料电池的稳态性能，并进行了动态过程的仿真，结果证明该模型可以反映固体氧化物燃料电池的基本性能。     

千瓦级固体氧化物燃料电池发电系统的设计与研究

固体氧化物燃料电池因其高效环保被誉为21世纪绿色能源,但是由于电池衰减和系统集成度较低,造成许多余热无法回收利用,导致装置的整体发电效率并未达到理想状态.本文通过以千瓦级固体氧化物燃料电池发电系统为研究对象,建立SOFC三维模型并详细介绍其设计原理与工作过程,加强对核心部件结构自主设计优化,分析电堆在750℃运行的可靠...     

燃料电池进展(下)

2.4 固体氧化物电解质燃料电池(SOFC) SOFC是类似于MCFC的高温燃料电池,但使用固体电解质。由于FOFC在1000℃左右工作,使它具有以下一些优点:(1)在那么高的温度下,所有燃料都会自动地进行内部重整并迅速地氧化成最终产物;(2)由于S工作在高温下,燃料中的杂质对其影响很小,比如燃气中若含50ppmH_2S,电池的电压只下降5％,且对电池本身没什么损害。即可以使用非经处理的燃气。(3)固体氧化物很稳定,在电池工作条件下不存在     

单气室固体氧化物燃料电池的研究及进展

单气室固体氧化物燃料电池是一种工作在燃料和空气混合气氛下的新型燃料电池。它是利用阳极和阴极对工作气体的选择性电催化的差异来工作的。最近几年,单气室固体氧化物燃料电池得到了快速发展并出现了一些新的趋势,重点评述了在电池结构、电极材料和影响因素等方面的研究进展。     

不密封无联接极固体氧化物燃料电池发电成功

中国科学院过程工程所固体氧化物燃料电池(SOFC课题组研发的"列管式不密封无联接极固体氧化物燃料电池"发电成功,该项目已于1月30日通过了科技部组织的"863"项目验收。固体氧化物燃料电池结构不同于国内外现有的电池结构,取消了以往管式固体氧化物燃料电池所必须采用的陶瓷联接极,工作区不再需要密封,降低了生     

固体氧化物燃料电池电解质材料的研究进展

介绍了固体氧化物燃料电池(SOFC)用萤石型、钙钛矿型及磷灰石型电解质材料的结构、导电机理、性能及研究进展。存在的离子电导率较低、化学组成及相组成不稳定等问题,主要通过氧化物共掺杂及不同材料之间的复合等方法来改善。材料的复合与电解质层结构的设计,将成为电解质研究的主要方向。     

固体氧化物燃料电池研究进展

在所有燃料电池中 ,固体氧化物燃料电池工作效率最高 ,对燃料的要求最低。综述了固体氧化物燃料电池在国内外的研究进展 ,详细阐述了电解质材料 ,阳极材料 ,阴极材料以及连接材料的研究进展。提出了今后的工作重点 ,中温固体氧化物燃料电池是今后的发展方向     

固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展

综述了固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料的性能.在钙钛矿型阴极材料中,Mn基材料具有较好的高温工作特性;Co基材料具有较好的低温催化特性和电导特性,但化学和结构稳定性差;Fe基材料具有较好的化学和结构稳定性,但低温下的催化性能尚需改进.其他结构类型的复合氧化物阴极材料的研究也在进行.     

耐高温燃料电池

日本松下电器产业有限公司应用多孔导电固体电介质研制出的燃料电池,能在800℃高温环境下使用。它用的电介质材料是氧化钡、铈、钆和钙钛氧化物,做实验的电介质材料体积为30mm×0.5mm,夹杂在两铂电极板之间;用大气作燃料,可连续工作3000h。包括电极和隔离装置在内,外形尺寸为10cm×10     

微管固体氧化物燃料电池的热应力分析

微管固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)的寿命一直是制约其商业化进程的关键问题.希望利用多物理场耦合方式分析工作状态微管固体氧化物燃料电池在流体、热、力等作用下的应力分布,分析工作温度、温度梯度等因素对电池应力状态的影响.结果表明制造残余应力是电池失效的主要应力源,温度梯度造成这一残余应力进一步分化;工作温度升高有助于残余应力的降低,但电池的效率也会降低.该结果将为MT-SOFC寿命分析提供依据.     

固体氧化物燃料电池

本文综述了高温氧化物燃料电池的种类、结构、发展现状及应用前景。介绍了固体电解质、阴电极、阳电极，内联接材料的组成及制造工艺。     

SOFC复合阴极的研究进展

复合阴极可以提高固体氧化物燃料电池(SOFC)在高温下的性能和效率,降低过电位、极化电阻和界面电阻。对LSM、LSCF和贵金属复合阴极的机理、电化学性能进行了研究。此类复合阴极的综合性能均得到改善,但对微观结构仍需进一步研究。     

基于滑膜控制器的固体氧化物燃料电池负载跟踪及温度管理

基于固体氧化物燃料电池(SOFC)的基准非线性动力学模型,针对SOFC的负载跟踪和温度跟踪系统,设计了非线性滑膜控制器(SMC),并以模型预测控制器(MPC)作为对照.在设计控制器的过程中,以电池输入空气流量、电流变化率和氢气流率为操作变量.控制结果显示,SMC能更快地跟踪负载功率和温度阶跃变化,且在稳态状况下比MPC工作更稳定.     

固体氧化物燃料电池的建模与动态仿真

仿真技术是研究固体氧化物燃料电池并加快其商业化开发周期的重要方法之一。基于固体氧化物燃料电池的基本原理,即综合考虑电池内部的质量平衡、能量平衡和电化学反应过程,运用Matlab/Simulink建立了固体氧化物燃料电池的集总模型。运用此模型仿真了当负载发生变化时,电池的温度和输出功率的动态响应情况。并对单电池模型引入了基于电流的控制策略,用以保证在负载发生变化时单电池的安全运行。仿真结果表明此类简单的控制策略并不能保证电池的正常工作温度和良好的负载追随性,因此在商业化开发类似控制系统时,必须对系统加以更为完善的控制。     

A_2BO_4型类钙钛矿纳米氧化物的研究进展

类钙钛矿型纳米氧化物由于其结构的稳定性和特殊的物化性能,日益成为中温固体氧化物燃料电池阴极材料研究领域的重要课题。简述了A2BO4型类钙钛矿型纳米氧化物的结构、性能、制备方法,重点对可作为中温固体氧化物燃料电池阴极材料的应用研究进展进行分析综述,并指出未来的主要研究方向。     

流型对固体氧化物燃料电池性能的影响

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一个伴随流动、传热和电化学反应的复杂系统,它的性能在很大程度上取决于电池的系统结构.基于容阻特性建模和分布集总参数方法,在已建立的一维内重整固体氧化物燃料电池数学模型的基础上,分别建立了顺流型和逆流型固体氧化物燃料电池的仿真模型,并比较和分析了燃料电池的稳态分布特性和动态特性.仿真结果表明顺流型固体氧化物燃料电池能更好地满足动力系统性能和安全方面的需求.     

固体氧化物燃料电池研究进展

固体氧化物燃料电池是直接将化学能转化成电能的全固态化学发电装置,具有能量转化效率高,无腐蚀,燃料适应性强和寿命长等优点。介绍了固体氧化物燃料电池的阳极、阴极、电解质等核心部件,介绍了固体氧化物燃料电池存在的问题,并对未来发展前景进行了展望。     

CH_4-O_2固体氧化物燃料电池化学反应研究

研究了以甲烷为燃料气体、空气为氧化气体的固体氧化物燃料电池中的主要化学反应。同时研究了固体氧化物燃料电池电极结构、三相界面（电解质／电极／气体）结构和运行环境以及它们对电池主要化学反应的影响。并通过研究Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ａｇ固体氧化物燃料电池的开路电压与甲烷流量的关系,探讨燃料电池中的主要化学反应过程对电池性能的影响。研究表明,增加电极的孔隙率,可以增加三相界面的面积,从而增加有效反应区域,有利于电池反应。提高运行温度和阴极室氧的浓度,可以提高甲烷的利用率和电池的性能。