MCFC的电解质基板制备及其影响因素

介绍了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的电解质基板新制备方法。利用高分散性的勃姆石和LiOH制备亚微米级的γ-LiAlO2粉末,用制备的γ-LiAlO2粉末和水溶性粘结剂羧甲基纤维素钠(CMC)等制备MCFC的电解质基板,并将制备的基板配合电极、电解质盐片组装为MCFC单电池,该电池最大电压可达到1.0V以上,最大放电电流可达到10A。分析了基板的孔径及孔隙率、γ-LiAlO2粉末粒径、基板浆料粘结剂和溶剂、浆料流延过程的环境条件对基板性能的影响,结果表明该方法制备的基板性能良好,能够满足MCFC的使用要求。     

熔融碳酸盐燃料电池发电系统研究进展与展望

介绍了目前熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)发电系统的发展现状,主要针对热电联产系统、混合发电系统以及用于CO_2捕集的MCFC系统进行了总结,讨论分析了不同系统的结构特点、应用现状以及未来发展前景。目前,MCFC热电联产系统发电效率47%~60%,热电联产效率80%~90%;MCFC混合发电系统发电效率55%,其中MCFC与微型燃气轮机组成的底层循环发电系统是发展的主流方向;基于MCFC的CO_2捕集系统的CO_2捕集率可达77%。     

熔融碳酸盐燃料电池电解质研究--NiO的溶解度和O2的还原行为

熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)具有发电效率高、环境友好以及能使用各种燃料等优点 ,但是 ,阴极的NiO溶解在碳酸盐中 ,并迁移到阳极被H2 还原成金属Ni ,造成电池短路 ,影响了使用寿命。为解决这一技术难点 ,延长MCFC的使用寿命 ,经优化计算得到了三元碱金属碳酸盐 (0 .474Li 0 .3 2 6Na 0 .2K )CO3 ,提出了用ICP法测定NiO在该碳酸盐中的溶解度 ,以及不同的气体组成和压力对NiO溶解度的影响 ;同时用电化学测试的方法对O2 在该电极体系的还原行为进行了研究。实验表明 ,NiO在该组成的碳酸盐中溶解度较小 ,而O2 的溶解度较大 ,这就减少了由于氧的扩散阻力造成的阴极极化 ,有利于加快氧的还原反应 ,因此该三元碱金属碳酸盐可作为熔融碳酸盐燃料电池适宜的电解质。     

熔融碳酸盐燃料电池阴极的研究进展

综述了熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)多孔阴极结构及其新材料的研究进展 ,介绍了多种能够有效改善阴极稳定性、延长MCFC寿命的新技术。以Li Na碳酸盐电解质代替传统的Li K体系或用碱土元素对NiO阴极进行改性 ,能够显著降低镍在电解质中的溶解性。所开发的LiCoO2 和LiFeO2 LiCoO2 NiO复合物等新型阴极材料具有与NiO相当的电化学活性而较低的溶解性。作为一种新型结构技术 ,在阴极和电解质隔膜之间或在电解质隔膜中 ,设置一层金属膜 ,能够有效阻断阴极溶解组分向阳极的扩散 ,避免电池内部短路危险 ,延长电池寿命     

高温燃料电池发电技术分析

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)均可被固定电站应用.对SOFC以及MCFC的发展状况进行了论述,分析了SOFC的发展方向和存在的问题,以及MCFC的材料工艺、发展现状和存在的问题,并从制造成本、电池堆容量、材料体系、商业化示范等方面对2种高温燃-料电池进行了比较分析.分析得出,适合我国绿色煤电计划的高温燃料电池发展技术路线是优先发展MCFC技术,利用国内外积累的MCFC研究成果,尽快实现MCFC的大型化与产业化.     

熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）本体性能

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC:molten carbonate fuel cell)的电解质通常为Li2CO3与K2CO3或Li2CO3与Na2CO3的混合盐.在电池的工作状态下,熔融碳酸盐溶液在微孔的LiAlO2上完全浸渍.使得整个隔膜材料既导电又隔绝阴极气体.     

Nd—Fe—B的剩磁与磁能积

对易轴取向徽粒集合体永磁,它的剩磁B_γ与最大磁能积(BH)_m的实际关系可以写为(BH)_m(kJm~-3)=10~4/4π·1/4·K·B_γ~2 (B_γ,T)这里,K■1,采集Nd-Fe-B和各种合企化Nd-Fe-B的永磁性据27组,求得K=0.958.讨论了K的实际意义.     

覆钴Ni(OH)2电极在充放电循环过程中的结构变化

β-Ni(OH)2在高倍率充电或过充电时容易转化为γ-NiOOH,引起电极膨胀、变形,从而影响电池的性能和寿命.在β-Ni(OH)2微粒表面化学覆钴后能改善电极的性能,通过X射线衍射(XRD)研究发现,化学覆钴后的β-Ni(OH)2电极在充放电循环过程中其γ-NiOOH的产生能得到明显抑制;扫描电子显微镜(SEM)测试发现充放电循环后β-Ni(OH)2微粒的粉化明显减少.     

熔融碳酸盐燃料电池发电厂的应用展望

分析了开发熔融碳酸盐燃料电池 ( MCFC)发电厂的必要性、可能性及资源条件。首次从电极、单电池、电堆、系统 4个层次阐述了 MCFC燃料电池的发电原理 ,并分析了 4个层次中发生的主要热、电过程 ;给出了有代表性的天然气 MCFC发电厂、煤气化 MCFC—燃气轮机—汽轮机联合发电厂的原理、构成和主要过程 ;介绍了 MCFC发电系统商业化的最佳容量、燃料选择、全球主要市场的前景、特点以及商业化存在的障碍。简要阐明了我国大力研究和开发 MCFC发电系统的现实意义。     

熔融碳酸盐燃料电池发电的应用与商业化

首先分析了开发熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)发电的必要性、可能性及资源条件。然后首次从电极、单电池、电堆、系统四个层次阐述了MCFC燃料电池的发电原理,并分析了四个层次中发生的主要热、电过程;给出了有代表性的天然气MCFC发电厂、煤气化MCFC-燃气轮机-汽轮机联合发电厂的原理、构成和主要过程;介绍了MCFC发电系统商业化的最佳容量、燃料选择、全球主要市场的前景和特点。最后简要阐明了我国大力研究和开发MCFC发电系统的现实意义。     

熔融碳酸盐燃料电池发电试验研究

概述了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的结构和关键部件的功能及制备方法,组装了200mm×200 mm的MCFC单电池,电流密度最高可达到0.1 A/cm2。在单电池试验成功的基础上,设计加工了560 mm×400 mm的MCFC双极板,并组装了300 W的电池堆,电池堆最高电压3.3 V,平均电压2.8 V,最大电流达到120 A,最大功率达到200W。试验结果验证了所设计的大面积双极板的性能,为研制10 kW级MCFC提供了经验。     

熔融碳酸盐燃料电池系统建模与控制

熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)是目前商业化前景最好的燃料电池 ,特别适合大容量中心电站和联合循环发电。MCFC系统工作在高温、封闭、复杂的环境下 ,内部状态测量极为困难 ,试验分析代价很高 ,有时几乎是不可能的。为提高MCFC性能并确保其安全、长寿命运行 ,需要采用数值分析的方法 ,建立完善的MCFC数学模型 ,借助模型来进行性能仿真分析和动态控制设计。首先详细介绍了MCFC的电极、单电池、电堆、系统四个层次的建模以及MCFC控制的研究现状 ,并指出了现有模型的不足 ;然后讨论了电堆和系统两级建模的发展方向 ;最后 ,分析了MCFC系统的非线性、大时滞、分布参数、多输入多输出、有约束和随机干扰等特征 ,并根据这些特征 ,提出了两种适宜的控制方法     

天然锰粉经热处理研制Y-MnO_2

本法采用化学方法制取γ—MnO_2,先于600℃热处理天然二氧化锰4—5小时,然后用稀硝酸浸渍焙烧产物,调节pH=12,用空气氧化悬浮物,使β—MnO_2转变成为γ—MnO_2,热处理温度低于文献报导的温度,而且无需外加特殊的氧化剂。值得注意的是,低于相变温度,仍能获得活性二氧化锰,其化学活性和催化活性大于γ—MnO_2。     

RE贮氢合金充放电过程的原位XRD观测

采用原位X射线衍射 (XRD)观测稀土贮氢合金在初始充放电过程的结构变化。在第 1周期以 1 5 0mA/ g充电 1 6 5min ,贮氢合金的谱线发生宽化 ,但无明显的结构相变 ;在第 2周期充电 1 2h发生α→β转变 ,合金电极处于平台区 ,5 0mA/ g放电至 - 0 .6V时出现新的氢化物相即γ相 ,它是α/ β相界面内应力产生的 ;在第 3周期充电后γ相先是增加 ,然后减少 ,放电后 β相含量减少 ,γ相渐渐消失。稀土贮氢合金在初始几周充放电过程中的相结构转变机制与氢压下的活化机制相似 ,但不完全一样     

一种基于自适应模糊算法的燃料电池温度控制系统

MCFC(熔融碳酸盐燃料电池)运行时,必须考虑其工作温度范围,过高或过低都会影响电池工作效率和使用寿命。现有的针对MCFC构建的温度模型均为非线性模型,运算量较大,难以在实时控制环境下运行。提出一种基于自适应模糊算法的MCFC温度控制模型并设计了相应的自适应模糊控制器,仿真结果表明新的模型优于传统的模型。     

生物质气化–熔融碳酸盐燃料电池联合循环发电系统性能研究

将生物质气化与熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell,MCFC)构建为新型的生物质能高效清洁利用联合循环发电技术,气化产生的富氢气体作为MCFC的燃料,通过燃烧半焦以及MCFC中未利用的燃料为气化反应提供热量,进行生物质气化–MCFC联合循环发电系统的模拟研究。运用Aspen Plus软件搭建系统模型并计算,研究了燃料电池内重整及系统工作压力对系统性能的影响。结果表明：生物质气化–MCFC联合循环发电技术具有较高的系统发电效率,可达50%,比常规生物质气化驱动燃气轮机技术高出10个百分点;对于常压系统无需采用内重整,而对于增压系统,采用内重整对系统性能有较大改善;提高系统工作压力可改善其整体性能,最佳工作压力在0.8~1.2 MPa。     

基于熔融碳酸盐燃料电池的新型分布式发电技术

介绍了分布式发电技术及燃料电池的特点和研究现状,以及熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)作为分布式电站的工作原理和结构。分析了当前国内外最新MCFC发电技术的研究现状,指出了我国MCFC发电技术开发有待解决的主要课题,如关键技术的国产化、发电成本的降低等。     

设计工况和非设计工况下MCFC/MGT联合发电系统基于(火用)方法的性能分析

熔融碳酸盐燃料电池是未来最具有吸引力的发电方法之一.基于(火用)分析的理论,在IPSEpro仿真平台下建立了熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机(MCFC/MGT)联合发电系统的稳态性能仿真模型.利用该模型对联合发电系统在额定工况和变工况下的稳态性能进行了仿真研究,分析了系统中各部件的不可逆性和系统的整体性能.仿真结果表明,MCFC/GMT联合发电系统具有较高的效率,且具有良好的变工况特性.     

熔融碳酸盐燃料电池性能影响因素分析

提高熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)性能、延长其寿命是促进其商业化的关键。对MCFC主要性能影响因素 :工作压力、温度、反应气体的组成和利用率、杂质、电流密度和工作时间等进行了分析。结果表明 ,提高气体工作压力和温度可以提高电池性能 ,但为保证电池寿命 ,应限制在一定范围内 :反应气体组成的变化将影响MCFC电压 ;为获得电池整体最佳性能 ,利用率不应过高 ;燃料气体中的杂质必须加以清除 ;在所应用的电流密度范围内 ,电压损失主要是由欧姆过电位造成 ,为此应当减小欧姆阻抗     

电池用EMD中不同晶型二氧化锰的定量相分析

用X射线衍射定量物相分析法.测定了不同产地EMD(电解二氧化锰)中不同晶型二氧化锰的含量.结果表明:日本和我国倾生产的EMD中,γ-MnO_2的含量较高,我国广西下田的较低,γ/β两种晶型含量比分别为84:6(日本),82:8(湘潭)和54:36(下田).本实验方法简捷、迅速、可靠,适合在电池工业生产中应用.