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。     

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。     

直接碳燃料电池阳极反应特性研究

直接碳燃料电池(DCFC)具有能量转化效率高、污染低、燃料来源广等突出优点,被认为是缓解能源危机和环境污染的有效途径,而固体氧化物直接碳燃料电池(SO-DCFC)因其腐蚀性小、寿命长等优点是一种具有发展潜力的燃料电池。以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质组装对称电池,研究操作温度、阳极燃料特性、阳极气氛等对电池性能的影响。结果表明,随着操作温度的降低,电池欧姆电阻变大,电池性能下降。阳极燃料特性是影响电池性能的关键因素,以活性炭、半焦、石墨为燃料的DCFC性能顺序为活性炭半焦石墨;燃料中混合碳酸盐能明显改善DCFC性能,当碳酸盐混合半焦作为燃料时,电池功率密度达到25 m W/cm2。阳极载气为CO2能促进阳极CO生成,提高电池性能,而N2载气稀释阳极反应气浓度,降低电池性能。     

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.     

燃料电池进展(上)

燃料电池因具有能量转换效率高、污染小的特点而得到广泛的重视。本文综述了燃料电池发展的历史和几类主要燃料电池:碱性燃料电池、酸性燃料电池、融熔碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池的研究和应用现状以及发展策略。本文特别介绍了甲醇直接氧化燃料电池研究的进展。     

两种低热值生物质气发电方式的实验研究

通过实验数据对生物质气固体氧化物燃料电池(BIO-SOFC)和生物质气内燃机两种不同的低热值生物质气发电系统的特点进行了研究,结果表明以生物质气为固体氧化物燃料电池(SOFC)的燃料时,生物质气的成分变化对SOFC性能的影响较大,而燃料热值对其发电性能影响很小。对于生物质内燃发电机组,燃料的热值对系统性能有较大的影响。通过实验详细分析了生物质气中各气体成分对固体氧化物燃料电池性能的影响。综合实验数据的对比及两种发电系统各自的特点,分析了两种生物质气发电方式的在不同应用领域的前景。     

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.     

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。     

我国燃料电池发展概况

燃料电池研究与开发的原因主要在于其质量轻、体积小、能量转换效率高等。本文综述了我国燃料电池的发展概况。依燃料电池所用电解质的类型,分别讨论了碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池在我国的研究、开发与进展状况,并与国外燃料电池近年来的研究水平作了简单的比较。     

燃料电池发电的研究现状与应用前景

概述了燃料电池发电的研究现状,对碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐电池、质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池的反应原理、发展过程及技术特点进行了详细介绍,并对燃料电池发电的应用前景进行了展望.     

燃料电池

介绍了一些主要类型燃料电池(碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物电解质燃料电池、离子交换膜燃料电池和直接氧化甲醇燃料电池)的新进展.讨论了它们可能的应用前景.     

燃料电池现状与未来

简述了国外燃料电池发展状态,近年来取得的重要进展;尤其是在提高质子交换膜型燃料电池的性能、电池组与电池系统的比功率比能量方面的技术突破,这种电池作为电动汽车动力源和潜艇ＡＩＰ推进动力源应用前景和必须解决的主要技术、经济问题。熔融碳酸盐和固体氧化物燃料电池作为区域性分散电站的可能性和必须解决的技术问题。简述了国内在燃料电池研究中取得的主要成果和目前发展状态。简介了国内千瓦级碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池主要性能,并对国内燃料电池发展提出了参考意见。     

固体氧化物燃料电池关键材料的开发

在对固体氧化物燃料电池特点进行简述的基础上,重点就我所固体氧化物燃料电池研究与开发所取得的进展及所遇到的问题进行了讨论.在总结所取得科研成果的基础上,对我国固体氧化物燃料电池的研究与开发前景作了展望.     

阳极支撑平板状SOFC过电势模型及分析

平板型固体氧化物燃料电池由于具有高效率、低污染物排放等特点,是未来发电的主要方向。当电池运行产生电流时,就会伴随电荷传输产生活化极化,伴随质量传输产生浓差极化,根据材料导电性的不同相应产生一定大小的欧姆极化,从而降低了燃料电池的开路电压,并对电流密度和输出功率产生影响。为了能使燃料电池更好地运行,就必须要了解对过电势产生影响的各种因素,所以建立了阳极支撑的平板状SOFC过电势模型,分析了电流密度、温度以及一些结构参数对三种过电势的影响,对阳极支撑型和电解质支撑型燃料电池的性能进行了比较。     

管式固体氧化物燃料电池非稳态数值研究

建立了一个既可以描述管式固体氧化物燃料电池的稳态性能又可以描述其非稳态性能的数学模型。考虑了造成电池输出损失的三种极化现象：欧姆极化、活化极化和浓差极化。在传热模型中，除了考虑传导和对流换热外，也考虑了电池和空气进气管之间的辐射换热。分析了平均电流密度、燃料和空气进口温度和流量对电池稳态和非稳态性能的影响。计算结果表明，稳态下电池固体部分的最高温度位于电池的中部；对于同一幅度的平均电流密度的阶跃变化，电池从最初的稳态到达新的稳态所需的响应时间随各种操作参数的改变而变化。     

质子交换膜燃料电池技术取得进展

在863计划电动汽车重大项目支持下,由中国科学院大连化学物理研究所承担的"下一代燃料电池系统研究与开发"课题取得突破。课题组开发了静电喷涂制备CCM型膜电极的制备工艺,在改善催化层效率的同时能有效降低铂用量。按电解质划分,燃料电池大致可分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池。在这些燃料电池中,质子交换     

单室固体氧化物燃料电池的研究进展

单室固体氧化物燃料电池是一种新的燃料电池。它是将燃料直接与空气混合,导入电池反应器,因而其构造更为简单。现今研究的重点在于提高电极材料在燃料 空气混合气中的选择性及阐明电极反应过程的机理,为开发适合单室燃料电池系统的电极和电解质材料提供理论基础。介绍了单室固体氧化物燃料电池的工作原理,概述了其发展历史和目前所取得的主要成果,讨论了其存在的主要问题以及今后的发展方向。     

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。     

燃料电池在电动汽车中的应用前景

以石油燃料为动力的汽车,其尾气是空气污染的主要来源,以充电电池为动力的电动汽车是解决汽车尾气污染的途径之一.目前,由于充电电池贮能量比内燃机低而使电动汽车数量仍然很少.燃料电池是未来最有希望替代内燃机的汽车动力,它的运行效率高,能够使用甲醇、乙醇、天然气或氢气等非石油基燃料,还可以显著改善排气质量,减少大气污染.可用于电动汽车的燃料电池类型有磷酸型燃料电池、离子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池.本文对上述燃料电池的原理和性能作了详细介绍,对世界各国的研究开发活动作了介绍.     

固体氧化物燃料电池本体模拟研究

简要介绍固体氧化物燃料电池的运行机理及影响因素；应用Aspen P1us软件对固体氧化物燃料电池本体及其电解质进行了模拟，用测算的方法得到1MW电池本体所需的燃料、空气和水蒸气的流量，并用编写的Fortune模块对电池的发电量、电压和效率进行了计算，得到了预期的结果。用国外实际运行数据校验，证明所建模型是合理的。