以二甲醚为燃料的管式固体氧化物燃料电池性能

研究二甲醚燃料在固体氧化物燃料电池中的发电性能,以浇铸成型方法制备管式固体氧化物燃料电池,并组装单管电池,评估固体氧化物燃料电池的放电性能及发电稳定性,并对比氢气燃料、二甲醚燃料、二甲醚水蒸气混合物燃料的性能。研究表明,使用二甲醚燃料的固体氧化物燃料电池比使用氢气燃料的性能略低,稳定性也有所下降,通过在燃料中添加水蒸气可以有效提高固体氧化物燃料电池的运行稳定性。     

氨燃料固体氧化物燃料电池性能研究进展与展望

氨是一种零碳燃料,也是富氢载体,具有较大储运优势。固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)是一种清洁高效发电装置,在分布式发电、热电联供、储能调峰等领域有广阔应用前景,氨气可直接用作SOFC阳极燃料以实现高效、清洁、低成本发电。首先简介了质子传导型和氧离子传导型氨SOFC的工作原理,电解质、电极材料的选择以及氨气在阳极的分解过程。其次总结了氨SOFC的实验研究现状,以单电池最大功率密度为评价指标,综述了不同电解质/电极材料、电解质厚度、操作温度等因素下两种传导类型的氨SOFC的性能表现,并分析了造成电池性能差异的原因。之后介绍了氨SOFC当前面临的挑战,最后对氨SOFC未来研究方向、热电联供系统的应用进行了展望。     

金属支撑固体氧化物燃料电池研究进展

与传统全陶瓷结构的燃料电池不同,金属支撑固体氧化物燃料电池利用多孔金属来支撑功能阳极层–电解质层–阴极层,具有结构稳定性高、抗热快速热循环能力强,电堆组装简单,材料成本低等优势。本文分析了金属支撑固体氧化物燃料电池(SOFC)材料的选择和电池制备过程中的关键问题,并概述了金属支撑SOFC技术的研究进展。     

甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池阳极催化剂研究进展

综述了以甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极催化剂研究进展,介绍了传统的镍基复合催化剂,添加其它过渡金属Cu、Co、Fe等的复合催化剂和新型的钙钛矿型离子电子混合导体阳极材料体系的性能,提出了阳极极化、催化活性、积碳等存在的问题,展望了以甲烷为燃料的SOFC应用前景.     

固体氧化物燃料电池CuCoNi/SDC阳极微结构与电性能的研究

本论文采用溶胶-凝胶低温燃烧合成法制作CuxCo0.5-xNi0.5O1.75-0.5x固溶体阳极粉末,并将电解质粉末和阳极合金粉末按1:1的比例制作了CuCoNi/SDC阳极片。采用热重差热仪检测粉末的处理情况,采用x射线衍射仪(XRD)检测了粉末的成相情况。并且采用四端子法检测了不同组成阳极片的电导率值。分析了固体氧化物燃料电池CuCoNi/SDC阳极的显微结构。结果显示,用上述方法合成的粉体成相很好,阳极片的电导率和组成、温度有着极强的联系,氢气还原前后微结构有明显的变化。     

以固态碳为燃料的固体氧化物燃料电池研究进展

固体氧化物燃料电池与其他燃料电池一样具有能量转化效率高、环境污染少等优点。相比于其他燃料电池,固体氧化物燃料电池在较高的操作温度下工作,可以使用气态、液态甚至固态的燃料。文章综述以固态碳为燃料的固体氧化物燃料电池研究进展,主要介绍其反应机理与电池构型,并分析其操作特点,探讨以固态碳为燃料的固体氧化物燃料电池的发展方向。     

管式固体氧化物燃料电池机理模型与性能分析

针对Siemens-Westinghouse公司阴极支撑型(AES)管式固体氧化物燃料电池,耦合电极内部离子传导、电子传导、气体扩散、热量传递及电化学反应过程,建立了全面考虑活化极化、欧姆极化与浓差极化损失的管式SOFC横截面方向二维微观机理模型。模型计算结果与文献中实验数据吻合较好,模拟结果表明：电池横截面方向的组分浓度和电流密度的分布与SOFC的运行工况密切相关。连接器的存在和尺寸对电池工作性能均有较强影响。对于所研究的阴极支撑型SOFC,电池性能会受到氧气在多孔阴极中扩散过程的限制,改善多孔电极的微观结构可有效提高电池运行性能。     

金属陶瓷阳极材料的高效固体氧化物燃料电池研究

固体氧化物燃料电池(SOFC)利用金属陶瓷作阳极材料,具有能量转换效率高、燃料适用性强和无腐蚀等优点,是当今一种先进的能量转换装置。本文分析了固体氧化物燃料电池在电解质和电极材料方面的性能和特点,研究了金属陶瓷阳极材料及SOFC单电池的伏安特性和性能,探讨了固体氧化物燃料电池的应用和发展前景。     

硫化氢固体氧化物燃料电池研究进展

综述了H2 S固体氧化物燃料电池 (SOFC)的发展历史和研制现状 ,包括固体电解质薄膜如质子传导膜和氧离子传导膜的开发、电极催化材料尤其是阳极催化材料的研制、以及整个电池系统的性能研究。指出H2 SSOFC在工业化过程中所面临和必须解决的关键技术问题是 :电解质薄膜材料的研制及其制备 ,尤其是薄膜化的制备技术 ;电极材料的开发及制备 ,特别是阳极催化材料的选择与制备技术 ;膜 -电极三合一制备技术。并对H2 SSOFC的开发及工业应用前景作了展望     

对称结构固体氧化物燃料电池研究进展

当采用碳氢化合物作为燃料时,具有同种电极材料的对称固体氧化物燃料电池(Symmetric Solid Oxide Fuel Cell,SSOFC)通过阴极和阳极的周期性转换,提高了阳极的抗焦化和抗硫中毒能力。通过对近几年来对称电极的分类和整理,总结了已有对称电极的优缺点。综合分析表明,发现适用于除了La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ(LSGM)电解质的单相稳定氧化物对称电极或者开发出新的对称电极材料是必要的。     

金属硫化物作为阳极材料对H2S固体氧化物燃料电池性能研究

Two anode catalysts with Pt, MoS2 and composite metal sulfides (MoS2 NiS), are investigated for electrochemical oxidation of hydrogen sulfide in solid oxide fuel cell (SOFC) at temperatures 750-850℃. The catalysts comprising MoS2 and MoS2 NiS exhibited good electrical conductivity and catalytic activity. MoS2 and composite catalysts were found to be more active than Pt, a widely used catalyst for high temperature H2S/O2 fuel cell at 750-850℃. However, MoS2 itself sublimes above 450℃. In contrast, composite catalysts containing both Mo and transition metal (Ni) are shown to be stable and effective in promoting the oxidation of H2S in SOFC up to 850℃. However, electric contact is poor between the platinum current collecting layer and the composite metal sulfide layer, so that the cell performance becomes worse. This problem is overcome by adding conductive Ag powder into the anode layer (forming MoS2 NiS Ag anode material) to increase anode electrical conductance instead of applying a thin laver of platinum on the top of anode.     

质子导体固体氧化物燃料电池模拟研究的进展

质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFCs)具有全固态结构及燃料适用性广等优点,对于解决世界能源短缺和改善环境污染等问题存在巨大潜力.本文首先介绍了H-SOFCs的工作原理,然后对电化学模型建立过程进行综述,最后指出在电池堆电化学模型研究中需注意的问题.     

使用丙烷燃料的便携式固体氧化物燃料电池研究进展

阐述了丙烷燃料应用于固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的工艺及其原理,其中包括重整、部分氧化;综述了使用丙烷燃料SOFC阳极材料研究进展,现有的研究工作主要围绕着如何阻止积炭进行,主要途径是改善阳极性能和选用合适的阳极催化剂等;介绍了当今世界上针对便携式应用的各式SOFC的研究发展现状,特别介绍了单气室SOFC;对便携式SOFC的发展前景进行了展望。     

固体氧化物燃料电池La0.9Ca0.1Fe1-xNbxO3-δ阳极的制备及性能

采用流延法制备以ScSZ为电解质的电解质支撑电池、以LSM/ScSZ为电池阴极材料,用浸渍的方法制备优化后的钙钛矿La_(0.9)Ca_(0.1)Fe_(0.9)Nb_(0.1)O_(3–δ)(LCFNb10)阳极。结果表明:Nb的加入有利于钙钛矿材料在氢气中的稳定性,且最佳掺杂量为10%(摩尔分数)时,LCFNb10电池在氢气、一氧化碳和丙烷中的放电功率在850℃分别可达526.7、452.3、328.1 m W/cm~2,表明LCFNb10是一种极具前景的SOFC电池阳极材料。     

甲烷为燃料的中温固体氧化物燃料电池阳极材料研究进展

中温化和直接采用天然气作为燃料是固体氧化物燃料电池的两大发展趋势,作为固体氧化物燃料电池(SOFC)关键材料之一,阳极材料的性能对整个SOFC的性能有着十分重要的影响。综述了以甲烷为燃料的IT-SOFC阳极材料的研究进展,并指出了存在的问题及解决问题的途径。     

固体氧化物燃料电池性能衰减的材料因素概述

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)作为新一代的能量转换装置,可将燃料的化学能直接转化为电能,同时,还能提供大量高品质热能,具有清洁高效的特点.然而,SOFC制造成本高、寿命短等问题是制约商业化进程的关键所在.运行寿命的增加也是降低成本的方法之一,而电极烧结、电极材料中毒、电池组件...     

国内固体氧化物燃料电池研究现状与展望

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)凭借着燃料适用范围广、高效率、全固态封装、排放几乎无污染、运行安静等显著优点一定程度的应用于固定式发电、交通运输、军事、空间宇航等领域。但由于我国起步较晚,在研发上仍处在实验室和小规模示范阶段,与国际先进技术存在着一定的差距。本文着重从国内几家主要的科研院所、企业介绍目前国内SOFC的研究进展状况,对国内SOFC发展中存在的问题进行总结以及对未来发展方向进行展望。     

丝网印刷法制备固体氧化物燃料电池Ag-GDC电极的研究

银和掺钆的氧化铈(GDC,Ce0.8Gd0.2O1.9)复合而成的Ag-GDC金属陶瓷,可作为固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)的对称电极材料,但其制备工艺的研究还很缺乏.研究了丝网印刷工艺在钇稳定化氧化锆(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08(YSZ)电解质上制备Ag-GDC...     

固体氧化物燃料电池阳极研究

作为固体氧化物燃料电池(SOFC)的关键部件之一,阳极性能对SOFC性能有着十分重要的影响.本文主要对阳极研究进展进行综述,重点对阳极组织和性能方面的研究情况进行了阐述,合理选择阳极材料和制备工艺条件,优化阳极微观组织结构是获得高性能阳极的重要方面.对阳极材料选择和制备方法进行了简单的介绍.     

阳极孔隙率对固体氧化物燃料电池性能影响的数值分析

基于商用计算流体动力学软件及开发的燃料电池多孔介质内多组分流动和扩散、传热传质、电化学反应、电流场等复杂的物理过程的计算程序,对采用不同孔隙率阳极的平板式阳极支撑固体氧化物燃料电池(planar-electrode-support solid oxide fuel cell,PES-SOFC)的性能进行数值计算,得到不同阳极孔隙率下单电池内部各气体组分浓度、温度、电势、电流、电流密度等参数的分布。由计算结果可知,在阳极孔隙率为0.3～0.4之间时,以氢气为燃料的该类型SOFC单电池表现出较好的气体扩散和电流传导特性,相应输出电压也较高。