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以水为溶剂并采用水溶性粘结剂(聚乙烯醇,PVA)和"-LiAlO2粉料等制备了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)水溶性隔膜(PVA隔膜)。在制备中,α-LiAlO2粉料的水合作用生成水合物$-LiAlO2·nH2O,这与粉料粒度、水合作用温度和时间等因素有关。粉料的水合作用导致PVA隔膜的孔隙率和热失重均比PVB(聚乙烯醇缩丁醛)隔膜的高;但前者的最大孔径却比后者的小。在反应气压为0.9MPa,反应气体利用率为20%,分别在300mA·cm-2和428.57mA·cm-2下放电时,PVA隔膜电池输出电压分别为0.849V和0.739V;输出比功率分别为254.7mW·cm-2和316.7mW·cm-2,高于PVB隔膜电池性能。在10次启动中,电池性能表现为下降-回升-稳定的变化。这可能是PVA隔膜高温失水导致隔膜电导变化所致。 相似文献
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α-LiAlO2水合作用对MCFC隔膜性能的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
以水为溶剂并采用水溶性粘结剂(聚乙烯醇,PVA)和α-LiAlO2粉料等制备了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)水溶性隔膜(PVA隔膜).在制备中,α-LiAlO2粉料的水合作用生成水合物α-LiAlO2·nH2O,这与粉料粒度、水合作用温度和时间等因素有关.粉料的水合作用导致PVA隔膜的孔隙率和热失重均比PVB(聚乙烯醇缩丁醛)隔膜的高;但前者的最大孔径却比后者的小.在反应气压为0.9MPa,反应气体利用率为20%,分别在300
mA·cm-2和428.57 mA·cm-2下放电时,PVA隔膜电池输出电压分别为0.849
V和0.739 V;输出比功率分别为254.7 mW·cm-2和316.7 mW·cm-2,高于PVB隔膜电池性能.在10次启动中,电池性能表现为下降-回升-稳定的变化.这可能是PVA隔膜高温失水导致隔膜电导变化所致. 相似文献
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采用数学模型推算了熔融碳酸盐燃料电池隔膜寿命,并进行了单电池运行稳定性试验。从电池隔膜阻气能力及离子传输能力两方面,提出以其最大阻气压力差Δp≥0.1MPa,孔隙率满足40%≤η≤70%作为其寿命指标。通过电池最大孔径测试法和隔膜模拟烧结孔隙率测试法,建立数学模型,推算出烧结时间为40000h所对应的隔膜最大孔径为0.9332μm,孔隙率为66.7%,皆小于其寿命指标值,这也说明,隔膜寿命超过40000h。单电池1000h寿命试验结果表明,以H2作燃料,电池性能稳定;以模拟煤气作燃料,电池性能快速衰减,主要由所发生的副反应引起。 相似文献
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因为水基电解质隔膜流延法制备具有高效、低成本、低污染等优点,故提出了一种以流延机制备电解质隔膜工艺过程,主要针对以α-LiAlO2为粉料,蒸馏水和聚乙烯醇(PVA)的混合溶液为黏结剂,通过流延机流延制备大面积高强度环保型的水基电解质隔膜,并对隔膜和电池性能进行了测试。结果表明:所制备水基隔膜平均孔径为0.217 μm,孔隙率为61.63%,通过组装1.5 kW电堆进行实验验证,0.7 V恒电压下放电最大功率在1.718 kW,比设定值1.5 kW超过13%,功率稳定输出在1.5 kW运行超过了900 h。该研究为后期大功率熔融碳酸盐燃料电池研发奠定基础。 相似文献
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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. 相似文献
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小型熔融碳酸盐燃料电池及电池堆的性能 总被引:1,自引:0,他引:1
以辊轧工艺制备的多孔金属镍板作阳极 ,多孔氧化镍板作阴极 ,以流延法制备的LiAlO2 陶瓷膜为电解质板 ,以(Li0 .62 K0 .3 8) 2 CO3 为电解质 ,组装了电极面积为 12 0和 3 12cm2 的单电池 ,考察了单电池在升温过程中开路电压和内阻的变化情况 ,以及不同的工作条件对电池和输出功率的影响。在单电池发电成功的基础上 ,分别组装了由 3片和 8片单电池构成的电极面积为 3 2 8.8cm2 的小型熔融碳酸盐燃料电池堆 ,并测定了电池堆的电压和输出功率。试验表明 ,随着工作温度的提高 ,单电池和电池堆的开路电压和输出功率均显著提高 ,并且 ,经过若干天的连续发电 ,其电压和输出功率基本不变 ,说明自制的LiAlO2 电解质板具有良好的热机械强度 ,而电极材料也保持了良好的电催化性能。试验还表明 ,在相同的工作条件下 ,由 3片和 8片相同的单电池组成的电池堆的电压和输出功率分别为单片电池的 3倍和 8倍 ,这表明使用该结构的单电池有望串联成输出功率更高的较大型的电池堆 ,以满足熔融碳酸盐燃料电池的基础研究之用。 相似文献
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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 相似文献
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聚乙烯醇缩丁醛(PVB)膜在非正常燃烧条件下,膜中残留碳为5.0%左右,影响了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)再启动性能.在PVB膜电池自然再启动中,膜粉料发生有限水合作用,生成的水合物(LiAlO2·nH2O)可以部分去除膜中的残留碳,提高了电池性能.在聚乙烯醇(PVA)膜制备中,膜粉料发生水合作用,生成的水合物有助于有机物燃烧,有效去除膜中残留碳,提高了电池性能.高温失水导致膜电导率产生变化,致使电池再启动性能出现下降--回升--稳定的走势,不同于PVB膜电池.长时间开路等可使PVA膜电池再启动性能快速回升,超过初始值,并进入稳定状态. 相似文献
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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。 相似文献
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基于分析的理论,在IPSEpro仿真环境下建立了底层熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机混合装置稳态性能仿真模型。利用该模型对底层系统在额定工况和变工况下的稳态性能进行了仿真研究。仿真结果表明,底层熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮混合装置系统具有较高的效率,额定工况下的效率为55%,并具有良好的变负荷特性,适用于分布式供能系统。 相似文献
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燃料电池 ,尤其是熔融碳酸盐燃料电池是 2 1世纪最有希望的发电技术。在简要叙述了熔融碳酸盐燃料电池发电系统的发电原理后 ,从以下方面对系统的开发进行了论述 :单体元件 (电极和电解质 )性能的提高 ,燃料的处理 ,余热利用 ,电力调节和并网 ,电池参数 (工作压力、温度、反应气体的组成和利用率、燃料气体湿度 )的控制与优化。介绍了熔融碳酸盐燃料电池发电系统的国内外研究现状 ,给出了天然气外部重整型和内部重整型燃料电池的循环模型。指出熔融碳酸盐燃料电池系统开发面临的主要课题 :延长寿命、降低成本、系统小型化、改善电能质量等 ,给出一种多段熔融碳酸盐燃料电池系统模型 相似文献