一、甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池阳极反应的研究进展（论文文献综述）
张旸[1]（2021）在《对称固体氧化物燃料电池电极材料结构及性能研究》文中进行了进一步梳理固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种将化学能直接转化为电能的能量转化装置,具有高效、清洁、全固态结构、燃料适应性广等优点,受到人们广泛关注。SOFC主要由致密电解质与多孔阴阳极组成,其中阴阳极的工作环境以及工作任务不同,通常选用不同材料。如果将一种材料同时作为SOFC阴阳极,即构建对称固体氧化物燃料电池（SSOFC）,将带来巨大优势。与传统SOFC相比,SSOFC可以简化制备工艺,降低生产成本,同时减少需要考虑的界面匹配问题。更重要的是,这种构型可以通过反转两极气体的方式氧化阳极积碳,并恢复因此导致的性能衰减。但想要找到一类既能在氧化与还原气氛中保持结构稳定,又具有良好催化活性的材料十分困难,目前仅有少数材料满足要求。锰基A位层状钙钛矿材料LnBaMn205+δ作为一类潜在的SSOFC电极材料备受关注。本论文以该材料为基体,通过第一性原理计算,从材料电导和催化角度考虑,筛选了A位镧系元素;进而通过B位不同种类元素的掺杂,控制材料的化学膨胀和催化活性,综合改善电极的电化学性能。首先对LnBaM2O5+δ（Ln=La,Pr,Nd,Sm,Gd,Y）进行第一性原理计算,研究不同镧系元素对材料晶胞参数、结合能及电子结构的影响,将材料的电子结构特征与材料的电导性质及催化活性相关联,为A位镧系元素的选择提供理论依据。Ln=Sm,Gd这两类材料热力学稳定性最好,Ln=Pr,Nd,Sm这三类材料的电学和催化活性具有潜在优势。综合考虑,选择Sm作为A位元素。研究了 SmBaMn2O5+δ在不同气氛及温度下的结构演变特性及氧含量变化,表征了材料在不同气氛中的电导率及材料对氢气与空气的催化活性,并研究了对称全电池在不同温度下的输出功率特性。研究结果表明,SmBaMn2O5+δ在较宽氧分压下保持层状钙钛矿结构,在氧化和还原气氛下均具有较高电导率,合适的热膨胀系数以及良好的催化活性,在900℃氢气与空气中的极化阻抗分别为0.314,0.066 Ω cm2。以 SmBaMn2O5+δ为对称电极的La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）电解质（～300μm）支撑 SSOFC 在 900℃时的最大功率密度达到565 mW cm-2,阳极浸渍15 wt%Co-Fe合金作为催化剂后可达 782 mW cm-2。为减小材料化学膨胀,选择金属氧键强较强的Mg/Ti取代部分Mn,通过减小非化学计量氧含量变化,显着降低材料化学膨胀,有效改善材料氧化还原结构稳定性,增强电极与电解质膨胀匹配性。还原态与氧化态SmBaMn1.9Mg0.1O5+δ的质量差比SmBaMn2O5+δ小28%,还原/氧化过程的化学膨胀比SmBaMn2O5+δ分别小21%与39%。SmBaMn1.9Ti0.1O5+δ对称电池经历数次氧化还原循环时,因气氛变化导致的欧姆阻抗增长量较小。Mg,Ti掺杂并未严重恶化其催化活性,以Mg掺杂、Ti掺杂材料为对称电极组装的LSGM电解质（～300 μm）支撑SSOFC在900℃时的最大功率密度分别为596,603 mW cm-2,同时表现出可观的短期稳定性及抗热循环性能。为进一步改进对称电极材料的催化活性,构建了 A位缺位、B位掺杂Co的（SmBa）0.9Mn1.8Co0.2O5+δ,材料在还原气氛中原位析出金属Co纳米颗粒,氧化后转变为纳米Co3O4。该材料展现出优异的氧表面交换能力与杰出的催化活性,在900℃氢气与空气中的极化阻抗分别为0.214,0.039Ωcm2。阴阳极电极反应机理的系统研究表明,氢解离过程与电荷转移过程分别为阳极、阴极反应的主要限速步骤,阳极Co的存在主要促进了氢的解离过程,阴极Co3O4的存在同时促进了氧的电荷转移过程及氧气吸附解离过程。以（SmBa）0.9Mn1.8C00.2O5+δ为对称电极组装的LSGM电解质（～300 μm）支撑SSOFC在900℃时的最大功率密度可以达到712 mWcm-2,输出功率特性相比于其他材料体系更为优越,表明该材料是一种非常具有发展前途的SSOFC电极材料。
吕秀清[2]（2021）在《以甲烷为燃料的中温固体氧化物燃料电池关键材料研究》文中研究说明固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种直接将燃料的化学能转变为电能的能量转换装置。与传统发电装置相比,SOFC具有污染小、能量效率高、燃料适应面广等优点。传统的SOFC以镍基为阳极,以氢气为燃料时具有很好的性能,但是氢气的储运仍然面临巨大的挑战。直接以碳氢化合物为燃料的SOFC具有很多优势,然而,Ni基阳极在使用碳氢燃料时会产生积碳行为,导致电池性能降低,稳定性变差。因此,提高Ni基阳极的抗积碳性能是使用碳氢燃料面临的重要挑战。传统的SOFC操作温度在850°C以上,高温操作导致电池运行成本高、密封困难、电池稳定性差。因此,降低操作温度是SOFC发展的主要趋势。然而,降低操作温度,阴极极化阻抗增加,电化学反应速率变慢,限制了SOFC的实际应用。因此,开发高性能阴极材料是降低SOFC操作温度的关键。另一方面,当采用传统氧离子导体为电解质时,降低温度使氧离子活化和传输能力下降,导致电池欧姆电阻急剧增大,因此,氧离子导体SOFC(O2--SOFC)难以突破其固有的性能极限。相比氧离子导体电解质,质子导体电解质在中温具有较高的电导率且质子传输需要的活化能低,质子导体固体氧化物燃料电池（H+-SOFC）工作时,水在阴极一侧生成,避免了对燃料的稀释,即质子导体电解质更符合SOFC低温化运行的需求。因此,开发合适的阴极材料用于H+-SOFC具有重要意义。另外,当使用碳氢燃料时,要求阴极具有较强的抗CO2和H2O的能力。本论文针对O2--SOFC操作温度过高、使用CH4为燃料时Ni基阳极积碳以及阴极性能低所带来的系列问题,对基于H+-SOFC的关键电极材料进行了研究。首先,采用质子传导性较高的BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ（BZCYYb）为电解质,将电池工作温度降低至700-500°C。其次,开发了两种结构稳定、抗CO2-H2O能力较强的SrCoO3-δ基阴极材料。最后,将一种对CH4部分氧化和重整具有较高催化活性的Ni-Fe合金复合物催化剂负载在Ni-YSZ表面,抑制了阳极积碳的产生,增加了电池的性能和稳定性。通过上述研究,有望实现采用碳氢化合物为燃料时电池的中温化操作。具体内容如下:1.B位掺杂SrCoO3-δ基阴极材料的研究SrCoO3-δ对氧还原反应具有良好的催化活性,但SrCoO3-δ结构不稳定、且易和CO2发生反应,因此,SrCoO3-δ不能直接用于SOFC的阴极材料。对钙钛矿型化合物进行合理的B位掺杂可以提高其氧还原活性、结构稳定性和抗CO2能力。本论文对SrCoO3-δ进行B位掺杂获得了结构稳定的高活性SrCoO3-δ基阴极材料。（1）对SrCoO3-δB位进行了20 mol%Fe掺杂,制备了立方钙钛型化合物SrCo0.8Fe0.2O3-δ（SCF）,Fe掺杂大幅度提高了材料的电导率,但SCF结构稳定性不足,与电解质BZCYYb发生相反应生成Sr Zr O3-δ。在阴极SCF中加入电解质材料BZCYYb增加了阴极和电解质的热膨胀匹配性。对SCF进行了抗H2O和CO2研究表明,SCF在H2O和CO2氛围下稳定性较差,易和CO2反应,生成Sr CO3。以SCF-BZCYYb复合物为阴极材料制备了阳极支撑型电池NiO-BZCYYb|BZCYYb|SCF-BZCYYb,在700°C下,电池的最大功率密度（PPD）为719 m W cm-2,表明SCF具有较好的氧还原活性。但SCF结构不稳定,抗CO2中毒能力较差导致电池耐久性较差。（2）基于SCF结构不稳定,对SCF进行了5 mol%Zr掺杂,获得了立方结构的SrCo0.8Fe0.15Zr0.05O3-δ（SCFZ）。SCFZ和BZCYYb电解质兼容性良好,1000°C下煅烧10 h后没有新相产生。SCFZ的电导率低于SCF的电导率,但在电池工作温度范围内SCF和SCFZ电导率相差不大,在700-500°C,SCFZ电导率为202-345 S cm-1。由于Zr4+的半径大于Fe3+的半径,SCF掺杂Zr后晶胞变大,使得SCFZ的平均TEC值大于SCF的平均TEC值。系统研究了SCFZ的抗CO2能力,SCFZ可以在H2O和CO2氛围下稳定存在。CO2-TPD实验进一步证明SCFZ具有较强的抗CO2中毒能力。700°C时,对称电池SCFZ|BZCYYb|SCFZ的界面阻抗仅为0.07Ωcm2,该值较小说明SCFZ具有良好的氧还原活性。为了考查SCFZ在实际工作时的抗CO2性,对称电池工作时,在空气中添加了10 vol%CO2做为阴极气氛。在CO2空气气氛中,SCFZ性能退降低于SCF和高活性阴极材料Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ（BSCF）。阳极支撑型电池NiO-BZCYYb|BZCYYb|SCFZ-BZCYYb在700°C的PPD为712 m W cm-2,该PPD与电池NiO-BZCYYb|BZCYYb|SCF-BZCYYb的PPD值几乎相同,说明Zr掺杂对电池性能影响不大。阳极支撑型电池运行300 h后电压没有明显降低。说明5 mol%Zr掺杂大幅度提高SCF的结构稳定性和抗CO2能力。（3）对SrCoO3-δ进行Fe、Zr和Y共掺杂制备了立方结构的SCFZY。SCFZY和电解质BZCYYb在1000°C下煅烧10 h后没有新相生成,二者兼容性良好。SCFZY电导率较低,但高于母体SrCoO3-δ的电导率。SCFZY的平均TEC值为24.89×10-6K-1。在SOFC工作温度范围,SCFZY可以在3%H2O-5%CO2-O2气氛下稳定存在。CO2-TPD实验进一步说明SCFZY有较强的抗CO2能力。对称电池SCFZY|BZCYYb|SCFZY具有较小的界面阻抗,说明SCFZY具有较好的氧还原活性。对称电池工作时,在低浓度CO2气氛下,与BSCF和SCFZ相比,以SCFZY为阴极的电池性能退降最慢,实验结果与CO2-TPD实验结果相一致。电池NiO-BZCYYb|BZCYYb|SCFZY-BZCYYb在700°C的PPD为679 m W cm-2,在恒电流密度下,电池运行500 h后电压仍能保持平稳。表明SCFZY结构稳定、抗CO2能力较强,可以作为H+-SOFC的阴极材料。2.抗积碳复合阳极材料研究采用溶胶-凝胶法制备了La0.7Sr0.3Fe0.8Ni0.2O3-δ（LSFN）钙钛矿,将LSFN负载在Ni-YSZ阳极表面,在SOFC原位还原得到含有Fe0.64Ni0.36合金的复合物催化剂。考查了催化剂对甲烷部分氧化反应的催化活性,结果表明,催化剂对甲烷部分氧化反应具有较高的催化活性。采用湿氢气和模拟低浓度煤层气为燃料,测定了负载催化剂后电池的输出功率。负载催化剂加速了电化学过程,促进了气体扩散,提高了电池的性能。采用两种燃料,测定了负载催化剂后电池的稳定性,催化剂将甲烷催化转化为合成气,抑制了阳极积碳,电池稳定性大幅度提高。该研究为Ni基阳极抗积碳提供了一种有效的方法。该工作为基于甲烷燃料的中温固体氧化物燃料电池发电应用提供了理论依据和材料设计的借鉴。
张华[3]（2020）在《基于甲烷的中空对称双阴极固体氧化物燃料电池的发电性能研究》文中认为固体氧化物燃料电池（SOFC）系统的主要优势之一是其出色的燃料灵活性,尤其是无需使用昂贵的外部重整工艺即可直接利用天然气,沼气或其他碳氢化合物燃料的潜力。直接内部重整（DIR）SOFC将甲烷直接进料并在阳极重整以产生用于发电的氢气,例如甲烷的蒸汽和CO2重整,具有更高的整体系统效率。然而,最具挑战的是在烃类重整过程中会发生大量的副反应,如:（i）CH4的裂解反应,（ii）CO歧化和（iii）逆水气变换反应,使Ni基活性阳极因碳沉积失活,阻碍重整反应的进行。本研究以具有对称双面阴极（DSC）的大扁管SOFC的新型电池作为研究对象,采用更具现实意义的甲烷（天然气,沼气）作为燃料气,研究不同运行工况（进料组分,温度,电流密度等）对电池性能的影响及其长期稳定运行中的衰减规律和衰减机理,特别是对阳极积碳现象的影响及积碳引起的电池衰减机理。论文主要的工作及结论如下:（1）以氢气为燃料气时,电池在750oC,放电电压为0.8V时,获得0.56W/cm2的优异的电化学性能,相应的燃料利用率为57.5%。如所预期的,该性能介于基于YSZ的阳极支撑平面和管状SOFC之间。电池经历了约2030 h的放电运行、4次热循环和短时间的气体耗竭事故,并计算出每两次放电之间电池的衰减速率约为每千小时10%。表现出一定的热循环稳定性和氧化还原稳定性。钢螺杆的蠕变行为、组织结构的变化和气密性部件的失效是导致其性能下降的主要原因。但对电池性能下降影响最大的因素还有待进一步研究。（2）直接使用甲烷和水蒸气作为燃料时,DSC具有厚阳极支撑体,可作为有效的内部重整器,从而实现高甲烷转化率和高CO选择性。而且,无论S/C比如何,在甲烷的内部重整过程中,阳极功能层都没有任何碳沉积。尤其是,DSC在S/C=2下在750°C恒定电流密度为0.257 A cm-2的条件下稳定运行190 h。（3）直接使用甲烷和二氧化碳作为燃料时,DSC具有厚阳极支撑体,可作为有效的内部甲烷干重整器,实现高甲烷转化率。而且,在内部甲烷重整过程中,无论CO2/CH4比率如何,阳极功能层都没有任何碳沉积;特别时,DSC在CO2/CH4=2下在750°C恒定电流密度为0.2 Acm-2的条件下稳定运行500小时,这表明劣质沼气（甲烷含量低）可有效地用于直接内部干法重整的SOFC发电和生产合成气（CO+H2）。对于CO2/CH4=0.5进料,相对于没有催化剂的情况（?5h稳定运行）,通道内放置Ni/YSZ催化剂颗粒（?15h稳定运行）,作为电池内重整器,可降低了DSC中支撑阳极中的碳积累速率,潜在地消除了碳沉积在支撑阳极上的风险,可能是一种在碳沉积条件可行且容易的延长电池寿命方法。
靳红炜[4]（2020）在《固体氧化物燃料电池非平衡态热力学研究》文中研究说明固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cell,SOFC）作为高效且清洁的能量转换设备。热、质传递、微流动、电荷输运、电化学反应及催化重整等不可逆过程是其内部的本征过程。这些过程不可避免地产生不可逆损失,而熵产是集各个不可逆损失于一体的函数。传统研究SOFC性能是以实现功率密度输出最大化为目的,这是一种对燃料电池性能技术上提高的短期目标。若从熵产及?分析角度研究SOFC的非平衡态热力学性能则可能达到节省能源的长期且最终目的。为此,本文建立以氢气为燃料和以甲烷为燃料的SOFC（H2-SOFC和CH4-SOFC）的三维多物理场模型并结合熵产衡算式建立流体粘性摩擦熵产(Gfric)、热传导熵产（Gh）、分子扩散传质熵产（Gm）、活化极化熵产(Gact)、欧姆热熵产(Gohm)及甲烷重整反应熵产(Gch)的宏观唯象框架,探讨操作参数和结构设计对电池功率密度、全局熵产、?损失、燃料利用率、发电效率及?效率等性能的影响及其在发电过程中的变化规律,这有利于确定SOFC中各组件上不可逆熵产的分布,计算出SOFC内部各过程的不可逆性,为优化SOFC热力学性能提供重要理论依据。目前,这一方面的相关研究及报道很少,由于计算SOFC内部存在的各项不可逆性,需要获得其各个过程的驱动力及热力学通量参数,同时受到高温,密封及电池尺寸较小的限制,本文利用COMSOL软件建立起内部过程模拟—结构设计—性能分析之间的联系。论文工作主要包括以下几个方面:（1）构建三维板式SOFC质、热传递、二次电流密度分布和动量守恒等数值模型,利用COMSOL软件进行计算,获取相应输运过程的驱动力和通量,用于求解SOFC内部流体粘性耗散、热传导、分子扩散传质、活化极化、欧姆热及甲烷重整等效应引起的不可逆熵产模型。（2）搭建了SOFC实验测试平台,分别测试H2-SOFC和CH4-SOFC在不同操作温度下的I-V-P性能曲线,验证了输运模型的可靠性,间接证明了用于计算熵产所需驱动力和通量的准确性,保证了计算出的系统?损失和?效率等性能的有效性。（3）模拟探究了各项局部熵产在SOFC中的分布和发电过程中各项全局熵产、?损失、?效率及发电效率的变化规律。结果表明,H2-SOFC中Gm占主导,其次是Gact;而CH4-SOFC中则是Gch占主导,其次是Gact,再次是Gm,两种燃料的SOFC中Gfric均可忽略不计。Sch位阳极支撑层入口顶部;Sact分布于电极功能层;Sm分布在电池入口通道与电极层的接触处,且阳极Sact与Sm均大于阴极上的数值;Sohm在整个SOFC组件上中均有分布,但电解质中心面上较为集中;Sh则是集中于入口通道与连接体的接触处且在CH4-SOFC中,随电压的减小,沿电池长度方向上,Sh先减小增大。发电过程中,随着输出电流密度的逐渐增大,?损失呈近似线性增大,功率密度及发电效率呈先增大后减小的规律,?效率在H2-SOFC中从约92%逐渐降低到60%,而在CH4-SOFC中则是呈先增大后减小的规律,主要原因在于前者?效受功率密度影响大于受?损的影响,后者相反。?效率较高,说明被有效利用的功就较多,意味着SOFC更加节能。而?效率较大但发电效率较小,两者差值较大,说明SOFC系统的不可逆性相对较大。（4）在H2-SOFC系统中考察了操作温度、燃料入口流量、H2初始摩尔分数、肋板宽/通道宽（Ratio of rib width to channel width,RCR）、通道高/通道宽（Ratio of channel height to channel width,CSR）及通道数等对SOFC热力学性能及发电性能的影响规律。结果表明,升温、减少H2摩尔分数、入口燃料流量越少,?损失越低,而发电性能及热力学性能均增强;在一定范围内,通过降低燃料流率与空气流率,可大幅提高发电效率。相同电流密度下,RCR越小,系统不可逆性越低,?效率及发电效率均越大。因此宽通道,窄肋板结构的H2-SOFC性能更好。相较于单通道,多通道单堆电池片的不可逆性更强,其?效率也更高,相同电流密度下,增加通道数,可以获得更高的功率密度,?效率及发电效率。（5）在CH4-SOFC系统中考察了操作温度、水碳比（steam-to-carbon,S/C）、甲烷预重整率、RCR及CSR等对SOFC热力学性能及发电性能的影响规律。结果表明:升高电池温度,有助于增强电池各项性能;在CH4-SOFC中,低S/C和预重整率,功率密度越大,反之获得较高?效率及发电效率。RCR显着影响电池性能,减小RCR可增强电池性能,CSR对电池性能影响较小。但是窄肋板,宽且低通道的SOFC几何模型能得到更优电池第二定律热力学性能。在高温、高CSR、低RCR、低S/C及低预重整率下,CH4-SOFC系统不可逆性较强。
谢云[5]（2020）在《中温固体氧化物燃料电池电极稳定性研究》文中研究说明电子信息工业的高速发展使得社会对电能的需求急剧增加,但目前电能的生产主要是依靠化石燃料的燃烧带动涡轮机发电,不仅转换效率低还会产生大量的污染物,从而造成严峻的环境问题,这迫使我们发展一种新的清洁高效的能源转换方式。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs）是一种清洁的能源转换装置,且不受卡诺循环的限制,可以实现高效的化学能到电能的转换。但传统的SOFCs装置工作温度较高,一般在800-1000℃,这对材料的选择和成本控制都提出了苛刻的要求。因此,研究者们致力于发展中低温条件下（500-700℃）的高性能SOFCs以促进其商业化进程。但温度降低使催化剂活性快速下降,而产生较大的极化阻抗,并使电池性能明显降低。这种极化损失主要源于阴极氧还原反应（ORR）。为了提高中低温条件下的电化学性能,研究者们致力于开发新的阴极材料,并发现Co基钙钛矿材料表现出优异的催化性能,如Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3（BSCF）具有极高的氧离子电导和优异的ORR催化活性。但同时研究者们也发现在中低温条件下,BSCF会出现立方钙钛矿结构向六方钙钛矿结构的转变,且在含CO2的气氛中会生成BaCO3等惰性相。这都使其长期稳定性降低并限制了其实际应用。另一方面,SOFCs的一大优点是燃料的灵活性,目前工业上氢气主要是通过甲烷水重整生产的,因此直接应用甲烷燃料气的SOFCs,可以进一步提高系统的能量转换效率。但以甲烷为燃料时,由于传统的Ni基阳极对甲烷裂解具有极高的催化活性,会在Ni的表面快速裂解积碳并造成催化剂失活。因此提高Ni基阳极的稳定性是直接甲烷SOFCs的主要任务。针对BSCF等阴极在高温下易相变和在酸性气氛中不稳定,以及Ni基阳极在碳氢燃料下易形成碳淀积等关键问题,本论文提出了利用阴离子及阳离子掺杂抑制BSCF高温相变和提高稳定性,以及利用纳米MgO提高Ni基阳极在直接甲烷燃料中的稳定性。本论文还利用同步辐射紫外光真空质谱、变温X射线光电子能谱等表征方法对甲烷条件下Ni基阳极的反应过程进行研究,并提出了纳米MgO对酸性气体的吸附和给电子能力是抑制碳淀积、提高Ni基阳极稳定性的关键。本文分为五章来论述,主要内容如下:第一章为绪论,主要介绍了 SOFCs的研究背景、工作原理以及电池可能存在的各种极化损失;并对近些年来SOFCs的阴极材料、阳极材料和电解质材料的基本要求及研究现状做了概述;介绍了直接甲烷SOFCs 阳极积碳的产生机理;也对SOFCs的主要研究方法进行了介绍。最后提出了本论文的研究依据和研究内容。第二章研究了直接甲烷Ni基阳极的反应过程及表面MgO修饰对其稳定性的影响。通过原位还原的方法制备纳米MgO修饰的NiCu 阳极作为单电池的阳极催化剂,在700℃以湿润甲烷为燃料时的峰功率密度可达650 mWcm-2,且在100小时的工作时间内衰减率不足7%。借助高温X射线光电子能谱（XPS）表征催化剂外层电子结构特征,并证明引入MgO可以增加NiCu合金外层电子云密度,进而影响CO和H2O的吸附解离作用。借助扫描电子显微镜进一步研究了阳极的微结构,发现MgO的存在可以抑制NiCu合金粒子的生长,提高其比表面积。利用在线质谱研究了阳极反应中间体种类及强度变化,并提出可能的甲烷反应路径,及引入MgO提高阳极稳定性的原因。第三章研究了应用高电负性的氟离子部分取代氧离子对BSCF稳定性的影响。通过液相法制备了F-掺杂的BSCF,利用变温XPS研究了引入F-对BSCF表面氧物种分布的影响。对在700℃下长期处理后的粉体进行XRD表征,结果表明F-掺杂可以明显抑制BSCF从立方相到六方相的转变。值得注意的是,F-较高的电负性会削弱金属与氧之间的相互作用强度,为氧离子传输提供一条更有利的路径。电导驰豫法测试并拟合得到的F掺杂BSCF其氧离子的表面交换系数和体相扩散系数在700℃时分别可以达到3×10-3 cm s-1和2×10-4 cm s-1,均高于BSCF。第四章进一步研究了 La3+局部取代Sr2+对BSCF的性能和稳定性的影响。通过XRD测试发现,引入La3+可以降低BSCF的晶胞参数,这有利于提高其电导率,在700℃、空气条件下可以达到70 S cm-1,比未掺杂样品高了 100%。热膨胀测试结果表明La3+有利于降低热膨胀系数,提高与电解质的热匹配性。700℃在空气和含10%H2O的N2气氛中长期处理后的XRD结果表明,La3+的引入可以提高粉体的稳定性;单电池电化学性能测试结果显示其具有较好的峰功率密度,在700℃以BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3为电解质时可以达到550 mW cm-2。第五章总结了本论文的主要工作,并在现有的研究基础上提出了后续可能的研究方向。
刘小菁[6]（2020）在《FeNbO4基碳转化固态氧化物电池研究》文中提出固态氧化物电池是一种高温能量转换装置,该装置能够将化学能直接转换为电能,具有能量转换效率高、环境友好等优点。固态氧化物电池的工作模式分为两种:固体氧化物燃料电池（SOFC）模式和固体氧化物电解池（SOEC）模式。固态氧化物电池的发展有利于减少对化石能源为主的不可再生能源的依赖,降低温室气体排放,改变能源结构。固态氧化物电池目前面临的挑战为:在SOFC模式下,电池阳极（燃料电极）对碳基燃料适应低,从而导致整个电池的输出功率较低;在SOEC模式下,电解池阴极（燃料电极）对CO2催化还原性能较差,电解池电流效率也通常较低。以研究新型固态氧化物电池燃料电极材料为目标,系统地研究了FeNbO4基氧化物在固态氧化物电池中不同工作模式下的应用,测试了相关性能并分析其机理。采用固相法制备了A位缺位的FeNbO4基氧化物,对其结构、铁离子价态等基本性能进行研究,结果表明黑钨矿结构的Fe0.8Nb1.2O4最大缺位量为20%;在此基础上,研究A位缺位及淬火后FeNbO4基氧化物的结构、铁离子价态、还原性气氛中的化学稳定性以及高温电导率等性能。虽然?-PbO2结构的FeNbO4与黑钨矿、锐钛矿结构相比,前者在还原性气氛中具有更好的高温电导率和化学稳定性,但是其在700°C长时间还原条件下仍不稳定。因此,在FeNbO4基氧化物中掺杂金属元素Ti,发现其能够稳定高温相?-PbO2结构,并提高氧化物的电导率与稳定性。为了解决在SOFC模式中电池阳极（燃料电极）使用碳基燃料时易出现碳沉积和硫中毒的问题,在700°C使用纳米级颗粒尺寸Ti0.36(Fe0.985Nb1.015)0.82O4（TFN-36）,作为SOFC模式中单电池阳极并对其浸渍0.5%Pd,采用200?m厚Gd0.15Ce0.85O1.95（GDC）电解质支撑的单电池,用湿润H2作为燃料时阳极极化电阻为0.03?cm2,最大功率密度达到180mW cm-2;在液化石油气（LPG）燃料条件下,TFN-36-0.5%Pd为阳极的单电池在0.5V工作电压下26小时后仍然可以工作,并具有良好的抗碳沉积和耐硫中毒的性能。为了解决在SOEC模式中电解池阴极（燃料电极）,电解CO2时电极极化阻抗大和电流密度低等问题。文本应用FeNbO4氧化物作为电解池阴极。研究了以FeNbO4为阴极的电解池在SOEC模式中直接电解水蒸气的电化学性能,阐述了电解池反应的相关机理,分析在SOEC模式中FeNbO4阴极具有较高催化活性的原因。以黑钨矿结构的FeNbO4为阴极的电解池在SOEC模式中通入5%H2O/Ar燃料电极,在800°C、电解电压为1.7V时,电解池极化电阻仅为0.8?cm2。通过对电解池在5%H2O/Ar中长期稳定测试,在800°C、1.5V电解电压下可获得0.32A cm-2的电流密度。FeNbO4为阴极的电解池在燃料电极电流的作用下还原得到以FeNb2O6为骨架的纳米复合材料。此外,层状钙钛矿结构在H2的高压电解还原过程中可以转化为FeNb2O6和Fe0的复合物,进一步电解FeNb2O6后Nb5+可以还原为Nb4+,Nb4+/Nb5+耦合产生氧空位能够有效提高其电导率。通过Mg、Ti和Mo等元素共掺杂形成的?-PbO2结构Fe0.5Mg0.25Ti0.25Nb0.9Mo0.1O4（FMTNM）,以FMTNM为阴极的电解池在SOEC模式中,以800°C、1.7V的电解电压,电解池极化电阻在CO2、CO2/H2O、Ar/H2O分别为0.88?cm2、0.14?cm2、0.16?cm2。在800°C以1.7V共电解CO2/H2O稳定性测试中,电解池电流密度从0.39A cm-2上升至0.44A cm-2保持稳定并缓慢上升。说明FMTNM是性能优异的CO2电解材料。
束莉楠[7]（2020）在《直接甲烷固体氧化物燃料电池抗积碳阳极涂层研究》文中研究指明燃料电池作为一种全新的无污染、高安全性、高效率的能量转换方式迅速成为21世纪能源科技领域关注的重点。其中,固体氧化物燃料电池（SOFC）可直接使用碳氢燃料。但是传统的镍基SOFC阳极材料,在直接使用碳氢燃料时,容易在阳极产生积碳,最终导致电池失活。于是,开发并研究新型、高效、稳定的抗积碳阳极材料成为当下研究的重点。然而,全新的材料取代原本的镍基阳极一般都达不到之前的催化效果。因此,在传统的镍基陶瓷基材料的表面再添加一层阳极功能层成为一种可以既不牺牲输出功率又能保证抗积碳效果的有效方法。本文采用以下两种方法设计催化涂层:一、利用碱金属氧化物覆盖阳极表面积碳的酸性位点,提高甲烷催化活性以及抗积碳效果;二、在催化层表面析出纳米合金颗粒,增加钙钛矿材料的氧空位以及三相界面,提高材料的抗积碳能力。通过这两种方法,开发出针对甲烷燃料的阳极功能层催化材料,提高电池抗积碳性能、输出功率和稳定性。主要研究内容包括以下两个部分:1.通过乙二胺四乙酸-柠檬酸（EDTA-CA）联合络合法,制备出氧化物与层状钙钛矿（Ni O-（La Ca）2Ni O4,Ni O-LCNO）的混合物,将混合物作为Ni O-SDC基阳极支撑体电池的催化涂层材料。与Ni O-SDC相比,Ni O-LCNO在甲烷水蒸气重整方面具有更佳的催化活性,并且在稳定性测试过程中,未添加功能层的电池在湿甲烷气氛下活性仅维持13个小时,而添加了功能层的电池在30个小时之后还可以保持恒定的功率输出。所以Ni O-LCNO催化涂层具有更佳的抗积碳效果,且更多的是无定形碳,更易被去除。而在全电池的输出功率与稳定性测试中,添加了Ni O-LCNO功能层的燃料电池在氢气和甲烷气氛下的催化活性均高于未添加该功能层的燃料电池。此外,采用SEM观察稳定性测试后的样品,Ni O-SDC表面上出现的严重的积碳,而Ni O-LCNO表面未观察到明显的积碳。2.合成了Sr2CoxFe1-xMo0.65Ni0.35O6-δ（x=0,0.1,0.2,0.3）系列钙钛矿材料作为功能层修饰传统镍基阳极表面。通过高温氢气气氛还原该功能层,使部分Ni-Co-Fe在催化剂表面析出形成纳米合金颗粒。研究发现,分别以质子或氧离子导体为燃料电池电解质时,该功能层都可以使氢气或甲烷为燃料的电池性能得到提升。但相比较而言,在两种燃料下,以氧离子为电解质的电池提升效果更佳。
丘倩媛[8]（2019）在《平板式电解质支撑的直接碳固体氧化物燃料电池的制备及其应用探究》文中认为固体氧化物燃料电池（SOFC）是全固态结构的新型发电装置,具有能量转化效率高、污染排放少、无须贵金属材料且燃料适用范围广等优点。直接使用固体碳为燃料的直接碳固体氧化物燃料电池（DC-SOFC）既具有传统使用气体燃料SOFC的优势,还具有固体碳能量密度高、价格低廉和来源广泛的优点,在小型发电设备和分布式电源等领域具有广泛的应用前景。基于高碳含量的农业废弃物产量大且来源集中的特点,本文首先探讨采用多种生物质炭燃料时DC-SOFC的性能,比较不同生物质炭的组成和结构对DC-SOFC电池性能的影响,为建立分布式DC-SOFC发电系统提供理论和实验依据。面向DC-SOFC的实用化,本文还研究和制备基于单片电解质的无密封多节串联电池组,所提出的基于单片电解质的无密封电池组结构,避免了对电解质打孔和双极板的使用,电池组表现出优异的输出性能和自维持性;最后,采用丝网印刷法批量地制备多节串联电池组,为推动DC-SOFC在便携式电源领域的产业化应用提供技术支持。本论文首先对源于甘蔗渣、玉米芯和麦秸秆的生物质炭为燃料时DC-SOFC电化学性能的不同进行了初步探究。通过干压法制备电解质支撑型扣式SOFC,电池结构为Ag-GDC/YSZ/Ag-GDC。当使用甘蔗渣炭为燃料时,在800oC下电池的最大功率密度达到260 mW cm-2。以140 mA cm-2进行恒电流放电测试,电池能够连续工作22 h。采用TGA、SEM、EDX、XRD和Raman等手段表征麦秸秆炭、玉米芯炭和甘蔗渣炭的组成和结构,结果表明甘蔗渣炭具有较高程度的无序化结构、低的振实密度,S和Si的含量较少且存在K2CO3等Boudouard反应催化剂,GC测试也表明在800oC下甘蔗渣炭的Boudouard反应速率最快。综上,以甘蔗渣炭为燃料的DC-SOFC能够表现出优异的电化学性能。接下来为了减小电池组的体积,简化生产工序,成功开发了一种基于单片电解质的无密封多节串联DC-SOFC电池组。通过对DC-SOFC的阳极机理和反应动力学探究,发现在DC-SOFC阳极侧的反应的气体总量会不断增加。当反应速度足够快时,无须严格密封的电池也具有优异的输出性能。在电极表面绘制银网格作为电荷收集器,能够进一步提高电池的性能。单电池结构为Ag-GDC/YSZ/Ag-GDC的无密封八节串联DC-SOFC电池组在830oC时开路电压为8.2 V,最大输出功率达到7.4 W。十二节串联电池组在800oC时开路电压达到了10.9 V,最大功率输出达到11.3 W。电池组能够以1.5 A恒电流稳定工作63.5 min。结果证明了无密封DC-SOFC的可行性和自维持性。由于基于单片电解质片的无密封多节串联DC-SOFC结构简单且能够表现出较为优异的输出性能,因此十分适用于便携式电源领域。本文采用丝网印刷法这种成本低、工艺简单、生产效率高的工艺方法,成功地批量制备了十二节串联的SOFC电池组。将其组装成无密封DC-SOFC电池组,在800oC时电池组的开路电压达到了11 V,最大输出功率达到了10.45 W。电池组能够以1.5 A恒电流稳定工作80.5 min。通过以上的研究工作,证明了甘蔗渣炭是一种优异的DC-SOFC燃料,扩展了燃料的选择范围。制备了基于单片电解质片的无密封结构的多节串联DC-SOFC电池组,并通过丝网印刷法成功实现了批量生产。为DC-SOFC在便携式电源应用领域提供了重要的实验依据和技术支持。
龚思琦[9]（2019）在《催化部分氧化-固体氧化物燃料电池系统特性研究》文中提出基于固体氧化物燃料电池（SOFC）的微型热电联供（m-CHP）系统,通过对能量的梯级利用,可以实现较高的能量利用效率和较低的污染排放,在分布式能源中具有广泛的应用前景。该系统中,重整器-固体氧化物燃料电池子系统（即燃料处理和能量转化核心部件）的系统特性分析对提高系统效率具有重要意义。本文针对重整器-固体氧化物燃料电池子系统,分别从重整器、电池单元和系统三个层面进行了特性分析和工况优化,实现了该子系统的稳定运行。在重整器层面,选用催化部分氧化（CPOX）重整技术,设计并搭建了反应评价装置,探究了不同反应工况对甲烷催化部分氧化重整特性的影响规律,并进行了工况优化。通过分析反应器出口重整产物组分的变化,获得了甲烷转化率、氢气选择性、一氧化碳选择性和甲烷重整效率受催化剂种类、反应温度、入口C/O比和体积空速变化的影响特性,并在800℃的反应温度和0.8的入口C/O比下,基于0.5%Rh/Al2O3催化剂实现了91.4%的甲烷重整效率。在电池单元层面,开发出新型扁管式和微管式两种构型的SOFC,在氢气燃料下获得了两种SOFC的电化学反应特性。扁管式SOFC采用电解质支撑的平板式结构,制备工艺简单,可实现冷端密封;而微管式电池采用阳极支撑的通管式结构,具有良好的抗热震性和电化学性能。扁管式SOFC比微管式SOFC具有更高的反应温度,其中扁管式SOFC反应温度约为800℃,而微管式SOFC约为650℃;在此温度条件下实现了扁管式电池71 m W/cm2和微管式电池360 m W/cm2的峰值功率密度。在系统层面,构建了催化部分氧化-固体氧化物燃料电池耦合系统,实现了系统的稳定运行,并探究了稳态和动态的系统特性。构建了CPOX-扁管式SOFC系统和CPOX-微管式SOFC系统,其峰值功率密度分别为53 m W/cm2和246m W/cm2,系统发电效率分别为5.38%和17.5%;CPOX-扁管式SOFC系统可以耐受至少23个氧化还原循环和200℃/min以上的升温速率;CPOX-微管式SOFC系统对动态电压/电流的阶跃的响应时间小于2s,10小时长时间稳态工作后衰减率低于1%。
鲍晓囡[10]（2019）在《阴极支撑平板式固体氧化物燃料电池的制备及性能研究》文中研究说明固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种能量转换装置,可以通过电化学反应将燃料中的化学能直接转化为电能。这种转换方式具有高效率、零（低）排放、燃料适应性强等众多优点,因此受到了社会的广泛关注。但传统的SOFC需要在高温（800-1000℃）下运行才能保证电池的高功率密度,高温运行对于SOFC快速推向市场是比较大的缺点,如何实现SOFC的中低温化运行对于研究工作者是一种挑战。本文主要围绕电池材料的选择和制备方法对实现电池的中低温化进行探讨研究。（1）采用固相反应法合成了A缺位的LSM95阴极粉体,经过XRD表征,确定了LSM95具有稳定的钙钛矿结构,并且与电解质SSZ在1250℃的高温下具有良好的化学相容性。经过热膨胀系数的测定,确定了3YSZ、LSM95和SSZ在25-800℃下具有良好的热匹配性。通过测定材料的电导率,确定了LSM95和SSZ具有优越的电导率。经过测定3YSZ-LSM95阴极复合材料的孔隙率和电导率,确定了3YSZ和LSM95粉体作为复合阴极的质量比为5:5,造孔剂炭化淀粉用量为10%wt.。（2）干压法制备了电解质支撑的NiO-SSZ|SSZ|LSM95-3YSZ单电池,在600-800℃间的功率密度分别为22.07、32.45、56.13、87.01和125.12mW/cm2。流延法制备了阴极支撑的NiO-SSZ|SSZ|LSM95-3YSZ单电池,在600-800℃间的功率密度分别为7.16、13.49、23.12、35.64和49.76mW/cm2。从功率密度的实验数据分析可知,流延法制备的电池性能并不理想,经过查阅文献发现,阴极活性和电解质层之间增加一层过渡层,可以有效地提高电池的功率密度,所以下一步实验就是增加过渡层,然后对电池的性能进行研究。（3）由于前面工作流延得到的NiO-SSZ|SSZ|LSM95-3YSZ阴极支撑型电池的性能并不理想,所以对流延结构进行了优化,在支撑层与电解质层之间增加了过渡层,流延了阴极支撑的SSZ|SSZ-LSM95|LSM95-3YSZ三层结构,然后以丝印的方法在三层结构上制备了NiO-SSZ和NiO-CGO复合阳极,H2为燃料时,以NiO-SSZ为复合阳极的电池在700-900℃间的功率密度分别为63.27、83.23、115.32、135.71和162.58 mW/cm2。以NiO-CGO为复合阳极的电池在700-900℃间的功率密度分别为36.69、50.59、63.69、75.36和86.73mW/cm2。与NiO-SSZ|SSZ|LSM95-3YSZ阴极支撑型电池的性能进行对比,不难看出,增加了过渡层的电池性能明显增高,说明流延法制备阴极支撑型SOFC加入过渡层的必要性。（4）采用溶胶-凝胶法合成了LSCrM阳极粉体,通过XRD对其晶体结构进行了表征,确定了其成相温度。流延法制备了以阴极支撑的SSZ|LSM95-3YSZ双层结构,通过浸渍法在双层结构上制备了LSCrM-CeO2阳极。研究了不同浸渍量对电池性能的影响,发现浸渍量与电池的性能在一定范围内呈正相关。然后CH4作为燃料,探讨了LSCrM-CeO2阳极材料的抗积炭性能,电池在600-800℃间的功率密度分别为1.68、4.70、12.40、28.08和54.78 mW/cm2,且以46.50mA/cm2的小电流密度进行放电测试,功率密度测试前为54.78 mW/cm2,测试后为68.20 mW/cm2。电池的性能没有出现明显的衰减,说明电池在甲烷气氛中没有积碳的出现,从测试后电池的SEM图中也可以看出阳极表面几乎没有碳颗粒,进一步证实了LSCrM-CeO2阳极材料具有一定的抗积炭能力。该论文有图60幅,表11个,参考文献113篇。
二、甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池阳极反应的研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池阳极反应的研究进展（论文提纲范文）
（1）对称固体氧化物燃料电池电极材料结构及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 固体氧化物燃料电池简介 |
| 2.1.1 固体氧化物燃料电池工作原理 |
| 2.1.2 固体氧化物燃料电池结构类型 |
| 2.2 固体氧化物燃料电池关键材料 |
| 2.2.1 阳极材料 |
| 2.2.2 电解质材料 |
| 2.2.3 阴极材料 |
| 2.3 对称固体氧化物燃料电池及关键材料要求 |
| 2.4 对称固体氧化物燃料电池研究进展 |
| 2.4.1 基于SOFC连接体材料 |
| 2.4.2 基于SOFC阳极材料 |
| 2.4.3 基于SOFC阴极材料 |
| 2.5 本课题的研究意义和内容 |
| 3 试验方法 |
| 3.1 实验原料及仪器 |
| 3.2 材料制备 |
| 3.2.1 粉体合成 |
| 3.2.2 电池制备与组装 |
| 3.3 材料性能表征 |
| 3.3.1 结构表征 |
| 3.3.2 Rietveld精修 |
| 3.3.3 显微结构表征 |
| 3.3.4 X射线光电子谱测试 |
| 3.3.5 热重分析 |
| 3.3.6 致密度测试 |
| 3.3.7 电导率测试 |
| 3.3.8 材料氧表面交换系数测定 |
| 3.3.9 氧气程序升温脱附与氢气程序升温还原测试 |
| 3.3.10 热膨胀测试 |
| 3.3.11 氧空位浓度测定 |
| 3.3.12 电化学阻抗谱测试 |
| 3.3.13 阻抗弛豫时间分布解析 |
| 3.3.14 电池性能测试 |
| 3.4 第一性原理计算 |
| 4 LnBaMn_2O_(5+δ)材料基本物性的第一性原理计算 |
| 4.1 LnBaMn_2O_(5+δ)材料的晶体结构 |
| 4.2 LnBaMn_2O_(5+δ)材料的结合能 |
| 4.3 LnBaMn_2O_(5+δ)材料的电子结构 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 SmBaMn_2O_(5+δ)结构及性能的研究 |
| 5.1 SmBaMn_2O_(5+δ)材料晶体结构 |
| 5.2 SmBaMn_2O_(5+δ)材料稳定性与热膨胀系数 |
| 5.3 SmBaMn_2O_(5+δ)材料非化学计量比氧含量 |
| 5.4 SmBaMn_2O_(5+δ)材料电导率 |
| 5.5 SmBaMn_2O_(5+δ)材料催化活性 |
| 5.6 SmBaMn_2O_(5+δ)全电池性能 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 Mg掺杂对SmBaMn_(2-x)Mg_xO_(5+δ)材料化学膨胀及性能的影响 |
| 6.1 SmBaMn_(2-x)Mg_xO_(5+δ)材料晶体结构 |
| 6.2 SmBaMn_(1.9)Mg_(0.1)O_(5+δ)材料非化学计量比氧含量 |
| 6.3 Mg掺杂对材料热膨胀与化学膨胀的影响 |
| 6.4 SmBaMn_(1.9)Mg_(0.1)O_(5+δ)材料电导率 |
| 6.5 Mg掺杂材料的催化活性 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 Ti掺杂对SmBaMn_(2-x)Ti_xO_(5+δ)材料稳定性及性能的影响 |
| 7.1 SmBaMn_(2-x)Ti_xO_(5+δ)材料晶体结构 |
| 7.2 SmBaMn_(1.9)Ti_(0.1)O_(5+δ)材料非化学计量比氧含量 |
| 7.3 SmBaMn_(1.9)Ti_(0.1)O_(5+δ)材料电导率 |
| 7.4 SmBaMn_(1.9)Ti_(0.1)O_(5+δ)材料氧表面交换性能 |
| 7.5 SmBaMn_(1.9)Ti_(0.1)O_(5+δ)材料催化活性及电极反应动力学 |
| 7.6 Ti掺杂对材料抗氧化还原稳定性的影响 |
| 7.7 SmBaMn_(1.9)Ti_(0.1)O_(5+δ)全电池性能 |
| 7.8 本章小结 |
| 8 阴阳极表面纳米颗粒同时修饰电极材料电化学性能的研究 |
| 8.1 (SmBa)_(0.9)Mn_(1.8)Co_(0.2)O_(5+δ)晶体结构 |
| 8.2 (SmBa)_(0.9)Mn_(1.8)Co_(0.2)O_(5+δ)材料电导率 |
| 8.3 (SmBa)_(0.9)Mn_(1.8)Co_(0.2)O_(5+δ)材料氧表面交换及化学吸附性能 |
| 8.4 表面修饰材料的催化活性及电极反应动力学 |
| 8.5 (SmBa)_(0.9)Mn_(1.8)Co_(0.2)O_(5+δ)全电池性能 |
| 8.6 本章小结 |
| 9 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）以甲烷为燃料的中温固体氧化物燃料电池关键材料研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池简介 |
| 1.2.1 SOFC的优点 |
| 1.2.2 SOFC的工作原理 |
| 1.2.3 SOFC的极化现象 |
| 1.2.4 SOFC的结构 |
| 1.3 SOFC的阳极材料 |
| 1.3.1 Ni基金属陶瓷阳极 |
| 1.3.2 非Ni基金属陶瓷阳极 |
| 1.3.3 钙钛矿型阳极 |
| 1.4 SOFC的电解质材料 |
| 1.4.1 氧离子导体电解质 |
| 1.4.2 质子导体电解质 |
| 1.4.3 质子缺陷的形成和质子转移机制 |
| 1.4.4 质子导体电解质的优势 |
| 1.5 SOFC的阴极材料 |
| 1.5.1 电子导体阴极材料 |
| 1.5.2 离子电子混合导体阴极材料 |
| 1.6 本论文的研究内容和意义 |
| 第二章 实验方法及原理 |
| 2.1 实验药品与仪器 |
| 2.2 材料合成 |
| 2.2.1 阴极粉体合成 |
| 2.2.2 电解质粉体合成 |
| 2.3 单电池组装 |
| 2.3.1 阳极粉体制备 |
| 2.3.2 阴极浆料制备 |
| 2.3.3 单电池组装 |
| 2.4 对称电池组装 |
| 2.4.1 阴极浆料制备 |
| 2.4.2 对称电池组装 |
| 2.5 催化剂的制备与负载 |
| 2.5.1 催化剂粉体合成 |
| 2.5.2 催化剂在电池上的负载 |
| 2.6 表征与测试方法 |
| 2.6.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.6.2 电导率测试 |
| 2.6.3 热膨胀系数(TEC)测试 |
| 2.6.4 二氧化碳程序升温脱附(CO_2-TPD) |
| 2.6.5 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.6.6 催化性能测试 |
| 2.6.7 电化学性能测试 |
| 第三章 Fe掺杂SrCoO_(3-δ)基阴极材料性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 物相结构与兼容性分析 |
| 3.2.2 电导率分析 |
| 3.2.3 热膨胀分析 |
| 3.2.4 CO_2气氛下的稳定性 |
| 3.2.5 电化学性能测试 |
| 3.2.6 电池稳定性测试 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 Fe和Zr掺杂SrCoO_(3-δ)基阴极材料性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 物相结构与兼容性分析 |
| 4.2.2 电导率分析 |
| 4.2.3 热膨胀分析 |
| 4.2.4 CO_2气氛下的稳定性 |
| 4.2.5 电化学阻抗分析 |
| 4.2.6 电化学性能测试 |
| 4.2.7 电池稳定性测试 |
| 4.2.8 电池SEM分析 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 Fe、Zr和Y掺杂SrCoO_(3-δ)基阴极材料性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 物相结构与兼容性分析 |
| 5.2.2 电导率分析 |
| 5.2.3 热膨胀分析 |
| 5.2.4 CO_2气氛下的稳定性 |
| 5.2.5 电化学阻抗分析 |
| 5.2.6 电池电化学性能测试 |
| 5.2.7 电池稳定性测试 |
| 5.2.8 电池SEM分析 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 原位析出Ni-Fe合金复合物催化剂在以甲烷为燃料的SOFC中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 负载催化剂层的电池结构 |
| 6.2.2 LSFN还原前后的XRD |
| 6.2.3 催化性能测试 |
| 6.2.4 电化学性能测试 |
| 6.2.5 电池稳定性测试 |
| 6.2.6 催化剂层与阳极表面分析 |
| 6.2.7 以CH_4-H_2O/空气为燃料的Ni-YSZ阳极上的碳沉积分析 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 7.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（3）基于甲烷的中空对称双阴极固体氧化物燃料电池的发电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 燃料电池简介 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池概述 |
| 1.3.1 SOFC特点和优势 |
| 1.3.2 SOFC工作原理 |
| 1.3.3 SOFC理论电动势与性能 |
| 1.4 SOFC的关键材料 |
| 1.4.1 阳极材料 |
| 1.4.2 电解质材料 |
| 1.4.3 阴极材料 |
| 1.5 SOFC结构设计 |
| 1.6 SOFC的燃料类型 |
| 1.6.1 传统燃料H_2 |
| 1.6.2 碳氢化合物燃料 |
| 1.7 甲烷燃料在SOFC中的应用 |
| 1.7.1 甲烷的直接电化学氧化 |
| 1.7.2 甲烷的外部重整 |
| 1.7.3 甲烷的内部重整 |
| 1.8 SOFC衰减研究概述 |
| 1.8.1 SOFC常规条件下衰减行为 |
| 1.8.2 SOFC Ni基阳极应用于碳氢燃料时的积碳行为及相关的解决方法 |
| 1.9 本论文的研究目的与内容 |
| 1.9.1 研究目的 |
| 1.9.2 研究内容 |
| 第二章 实验原料、设备与测试方法 |
| 2.1 实验原料及仪器设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验仪器及设备 |
| 2.2 样品的制备 |
| 2.2.1 单电池的制备、集流、组装与密封 |
| 2.2.2 单电池测试设备 |
| 2.3 研究和表征方法 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱(EDS) |
| 2.3.2 气相色谱仪(GC) |
| 2.3.3 电化学性能测试 |
| 2.3.4 电化学交流阻抗谱测试 |
| 2.3.5 孔隙率测试 |
| 2.3.6 拉曼光谱分析测试(Raman) |
| 第三章 基于对称双阴极结构SOFC的氢气发电性能及长期稳定性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.2.1 DSC电池的装配 |
| 3.2.2 DSC电池的测试过程 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 H_2-DSC电化学性能 |
| 3.3.2 H_2-DSC稳定性测试及分析 |
| 3.3.3 电池恒流放电后的微观结构和成分分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基于对称双阴极结构SOFC的直接甲烷水蒸气重整的性能及长期稳定性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.2.1 DSC电池的装配 |
| 4.2.2 DSC电池的测试过程 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 DSC对CH_4-H_2O重整的催化性能 |
| 4.3.2 CH_4-H_2O-DSC电化学性能 |
| 4.3.3 CH_4-H_2O-DSC稳定性测试及分析 |
| 4.3.4 电池恒流放电后的微观结构和成分分析 |
| 4.4 小节 |
| 第五章 基于对称双阴极结构SOFC的直接甲烷干重整的性能及长期稳定性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.2.1 DSC电池的装配 |
| 5.2.2 DSC电池的测试过程 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 DSC对CH_4-CO_2重整的催化性能 |
| 5.3.2 CH_4-CO_2-DSC电化学性能 |
| 5.3.3 CH_4-CO_2-DSC电池稳定性测试及分析 |
| 5.3.4 电池恒流放电后的微观结构和成分分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）固体氧化物燃料电池非平衡态热力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 中国能源结构 |
| 1.1.2 SOFC国内外发展现状 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池概述 |
| 1.3 能量系统的非平衡态热力学 |
| 1.4 SOFC系统非平衡态热力学熵产分析的研究进展及意义 |
| 1.4.1 SOFC熵产分析的研究进展 |
| 1.4.2 SOFC熵产与?分析的必要性和意义 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 建立SOFC内部不可逆传递过程的理论模型 |
| 2.1 物理模型 |
| 2.2 唯象输运方程 |
| 2.2.1 电荷传输及电化学动力学模型 |
| 2.2.2 极化现象的描述 |
| 2.2.3 质量传递 |
| 2.2.4 动量传递 |
| 2.2.5 热量传递 |
| 2.2.6 甲烷蒸汽重整动力学 |
| 2.3 SOFC不可逆过程熵产平衡方程 |
| 2.4 SOFC系统的?损失 |
| 2.5 SOFC发电效率与?效率方程 |
| 2.6 求解方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 H_2-SOFC和 CH_4-SOFC实验验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料与设备 |
| 3.2.2 实验装置与流程 |
| 3.3 实验和数值计算结果对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 H_2-SOFC的非平衡态热力学 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 输运特性参数在电池长度方向上的分布 |
| 4.3 操作参数对H_2-SOFC系统性能的影响 |
| 4.3.1 温度的影响 |
| 4.3.2 H_2初始摩尔分数的影响 |
| 4.3.3 入口燃料流量的影响 |
| 4.3.4 工作电压下操作参数对全局熵产的影响 |
| 4.4 结构设计对H_2-SOFC系统性能的影响 |
| 4.4.1 RCR和 CSR对全局熵产的影响 |
| 4.4.2 RCR与 CSR对电池性能的影响 |
| 4.5 通道数对H_2-SOFC性能的影响 |
| 4.5.1 通道数对H_2-SOFC的 I-V-P性能影响 |
| 4.5.2 工作电压下通道数对全局熵产的影响 |
| 4.5.3 发电过程中通道数对电池性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 CH_4-SOFC非平衡态热力学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 局部熵产在SOFC中的分布图 |
| 5.3 全局熵产在发电过程中的变化规律 |
| 5.4 操作参数对CH_4-SOFC系统性能的影响 |
| 5.4.1 温度的影响 |
| 5.4.2 S/C的影响 |
| 5.4.3 甲烷预重整率的影响 |
| 5.5 RCR和 CSR对 CH_4-SOFC系统性能的影响 |
| 5.5.1 工作电压下RCR与 CSR对全局熵产的影响 |
| 5.5.2 RCR和 CSR对 CH_4-SOFC的 I-V-P性能影响 |
| 5.5.3 RCR和 CSR对 CH_4-SOFC不可逆性及和效率的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）中温固体氧化物燃料电池电极稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池 |
| 1.2.1 SOFCs理论电动势 |
| 1.2.2 SOFCs的开路电压和极化 |
| 1.3 SOFCs关键材料 |
| 1.3.1 电解质 |
| 1.3.2 阳极材料 |
| 1.3.3 阴极材料 |
| 1.4 甲烷转化机理 |
| 1.4.1 甲烷C-H键的活化和催化氧化 |
| 1.4.2 甲烷的电化学氧化 |
| 1.4.3 积碳的种类及形成 |
| 1.5 固体氧化物燃料电池的发展趋势 |
| 1.5.1 操作温度的中低温化 |
| 1.5.2 电池构型的转变 |
| 1.5.3 碳氢化合物(甲烷)作为燃料 |
| 1.6 主要的研究方法 |
| 1.6.1 X射线光电子能谱(XPS) |
| 1.6.2 电导驰豫法(ECR) |
| 1.7 本论文的立意和研究目标 |
| 参考文献 |
| 第2章 纳米MgO修饰的固体氧化物燃料电池抗积碳阳极 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 晶体结构和粉体形貌 |
| 2.3.2 单电池的电化学性能和稳定性 |
| 2.3.3 催化活性 |
| 2.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第3章 新型高效阴极在含氟质子导体固体氧化物燃料电池中的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 F-BSCF结构与稳定性 |
| 3.3.2 F-BSCF催化剂的性能表征 |
| 3.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第4章 La~(3+)掺杂抑制Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)在中温相转变的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验与表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第5章 论文总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）FeNbO4基碳转化固态氧化物电池研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 燃料电池与碳转化 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池概述 |
| 1.3.1 固体氧化物燃料电池的工作原理 |
| 1.3.2 固体氧化物燃料电池的极化损失 |
| 1.3.3 固体氧化物燃料电池关键材料的研究现状 |
| 1.4 固体氧化物电解池概述 |
| 1.4.1 固体氧化物电解池的工作原理 |
| 1.4.2 固体氧化物电解池在工作过程中的极化损失 |
| 1.4.3 固体氧化物电解池及关键材料的研究现状 |
| 1.5 论文的研究目的及内容 |
| 第2章 实验材料及测试方法 |
| 2.1 实验试剂及仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 测试方法 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜分析 |
| 2.2.3 热重分析 |
| 2.2.4 电导率测试 |
| 2.2.5 电化学性能测试 |
| 2.2.6 X射线光电子能谱分析 |
| 第3章 FeNbO_4 基氧化物作为SOFC燃料电极材料的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 电解质材料制备 |
| 3.2.2 燃料电极材料制备 |
| 3.2.3 阴极材料制备 |
| 3.2.4 对称电池的制备 |
| 3.2.5 单电池的制备 |
| 3.2.6 电池测试 |
| 3.3 A位缺位对FeNbO_4 基氧化物性能特征 |
| 3.4 Fe_(1-γ3)Nb_(1+γ3)O_4氧化物性能特征 |
| 3.4.1 材料的物相和结构特征 |
| 3.4.2 材料的TGA特征 |
| 3.4.3 材料的电导率特征 |
| 3.5 Ti2x(Fe0.985Nb1.015)1-x O4 燃料电极SOFC碳转化特征 |
| 3.5.1 材料的物相和结构特征 |
| 3.5.2 材料的TGA特征 |
| 3.5.3 材料的电导率特征 |
| 3.5.4 化学相容性特征 |
| 3.5.5 燃料电极的XPS特征 |
| 3.5.6 单电池的电化学性能特征 |
| 3.5.7 单电池在碳基燃料中的稳定性特征 |
| 3.5.8 燃料电极的SEM特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 FeNbO_4 基氧化物作为SOEC燃料电极材料的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 电解质材料制备 |
| 4.2.2 燃料电极材料制备 |
| 4.2.3 氧电极材料制备 |
| 4.2.4 电解池的制备 |
| 4.2.5 电解测试 |
| 4.3 FeNbO_4 燃料电极SOEC水蒸气电解特征 |
| 4.3.1 材料的相结构稳定性特征 |
| 4.3.2 材料的电导率特征 |
| 4.3.3 材料的TGA特征 |
| 4.3.4 电解池水蒸气电解的性能特征 |
| 4.3.5 电解池水蒸气电解的稳定性特征 |
| 4.3.6 燃料电极的SEM和 EDS特征 |
| 4.3.7 燃料电极的XRD特征 |
| 4.3.8 燃料电极的XPS特征 |
| 4.4 Fe_(0.5)Mg_(0.25)Ti_(0.25)Nb_(0.9)Mo_(0.1O4) 燃料电极SOEC碳转化特征 |
| 4.4.1 材料的相结构稳定性特征 |
| 4.4.2 材料的电导率特征 |
| 4.4.3 电解池水蒸气、CO_2电解的性能特征 |
| 4.4.4 电解池共水蒸气/CO_2电解的稳定性特征 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 固态电池的发展与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表论文及参与课题 |
（7）直接甲烷固体氧化物燃料电池抗积碳阳极涂层研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池的概述 |
| 1.2.1 固体氧化物燃料电池的工作原理 |
| 1.2.2 固体氧化物燃料电池的阳极部分 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池的燃料类型 |
| 1.3.1 传统燃料H_2 |
| 1.3.2 碳氢化合物 |
| 1.3.3 氮磷燃料 |
| 1.3.4 其他可燃物质 |
| 1.4 甲烷重整合成气的制备方法 |
| 1.4.1 甲烷水蒸气重整制合成气 |
| 1.4.2 甲烷二氧化碳干重整制合成气 |
| 1.4.3 甲烷部分氧化制合成气 |
| 1.4.4 甲烷自热氧化制合成气 |
| 1.5 传统镍基阳极固体氧化物燃料电池存在的问题及相关解决办法 |
| 1.5.1 存在的问题 |
| 1.5.2 相关解决办法 |
| 1.6 本论文的研究意义、研究思路和主要内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究思路及主要内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验药品及仪器设备 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 粉体制备 |
| 2.3 电池的制备 |
| 2.3.1 浆料的准备 |
| 2.3.2 阳极支撑体电池 |
| 2.3.3 浆料喷涂 |
| 2.3.4 电池测试前准备工作 |
| 2.4 表征方法 |
| 2.4.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.4.2 热重分析(TG-MS) |
| 2.4.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.4.5 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.4.6 氧气程序升温氧化(O_2-TPO) |
| 2.4.7 电导率 |
| 2.5 电化学性能测试 |
| 2.5.1 单电池测试 |
| 2.5.2 催化活性的测试 |
| 2.5.3 稳定性测试 |
| 第三章 层状钙钛矿 NiO-(LaCa)_2NiO_4 阳极涂层对镍基阳极的抗积碳影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料设计与合成 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料表征 |
| 3.3.2 催化活性测试 |
| 3.3.3 形貌分析 |
| 3.3.4 热重分析 |
| 3.3.5 积碳速率测试 |
| 3.3.6 单电池性能测试 |
| 3.3.7 稳定性测试 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 Sr_2Co_xFe_(1-x)Mo_(0.65)Ni_(0.35)O_(6-δ)(x= 0, 0.1,0.2,0.3)钙钛矿阳极涂层的抗积碳研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料设计与合成 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 相结构分析 |
| 4.3.2 形貌分析 |
| 4.3.3 合金分析 |
| 4.3.4 催化活性测试 |
| 4.3.5 单电池形貌表征 |
| 4.3.6 电导率测试 |
| 4.3.7 单电池性能测试 |
| 4.3.8 单电池稳定性测试 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）平板式电解质支撑的直接碳固体氧化物燃料电池的制备及其应用探究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池(SOFC) |
| 1.2.1 SOFC的工作原理及特点 |
| 1.2.2 SOFC的支撑结构及其制备方法 |
| 1.2.3 SOFC的关键材料 |
| 1.2.4 SOFC的燃料 |
| 1.3 直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC) |
| 1.3.1 DC-SOFC的发展历程 |
| 1.3.2 DC-SOFC的工作原理 |
| 1.3.3 使用不同碳燃料的DC-SOFC |
| 1.4 论文的研究目的、研究内容及创新点 |
| 1.4.1 本论文的研究目的及研究内容 |
| 1.4.2 本论文的创新点 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验仪器及规格 |
| 2.3 表征仪器及测试方法 |
| 2.3.1 振实密度测量 |
| 2.3.2 热重分析(TGA) |
| 2.3.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.4 X射线能谱分析(EDX) |
| 2.3.5 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.6 拉曼光谱分析(Raman) |
| 2.3.7 气相色谱分析(GC) |
| 2.3.8 电化学分析 |
| 第三章 以不同生物质炭为燃料的DC-SOFC |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 生物质炭的制备 |
| 3.2.2 SOFC的制备 |
| 3.2.3 电池的组装、表征及测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同生物质炭的表征 |
| 3.3.2 SOFC性能表征 |
| 3.3.3 使用生物质炭燃料时DC-SOFC的性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于单片电解质的无密封DC-SOFC电池组 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Ag-GDC复合电极的制备 |
| 4.2.2 负载5 wt.%Fe的活性炭燃料的制备 |
| 4.2.3 串联电池组的制备 |
| 4.2.4 电池组的组装及测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 电池的微观结构 |
| 4.3.2 以氢气及活性炭为燃料单电池的性能表征 |
| 4.3.3 八节串联电池组的性能表征 |
| 4.3.4 十二节串联电池组的性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 丝网印刷法批量制备无密封DC-SOFC电池组 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 三辊研磨机制备Ag-GDC浆料 |
| 5.2.2 丝网印刷法制备串联电池组 |
| 5.2.3 电池组的组装及测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 电池的微观结构 |
| 5.3.2 十二节串联电池组的性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）催化部分氧化-固体氧化物燃料电池系统特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 基于固体氧化物燃料电池的热电联供系统 |
| 1.2.1 固体氧化物燃料电池基本原理 |
| 1.2.2 重整器-SOFC子系统构成 |
| 1.3 催化部分氧化重整燃料预处理技术 |
| 1.3.1 催化部分氧化重整原理 |
| 1.3.2 催化部分氧化重整研究现状 |
| 1.4 固体氧化物燃料电池构型分类 |
| 1.5 CPOX-SOFC系统研究现状 |
| 1.6 论文研究思路及研究内容 |
| 第2章 催化部分氧化重整特性研究 |
| 2.1 引论 |
| 2.2 实验介绍 |
| 2.2.1 实验系统介绍 |
| 2.2.2 催化剂制备 |
| 2.2.3 主要实验步骤 |
| 2.3 甲烷催化部分氧化反应特性 |
| 2.3.1 催化剂的影响 |
| 2.3.2 温度的影响 |
| 2.3.3 C/O比的影响 |
| 2.3.4 体积空速的影响 |
| 2.4 丁烷催化部分氧化反应特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 SOFC电化学反应特性研究与构型开发 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验介绍 |
| 3.2.1 实验系统介绍 |
| 3.2.2 实验主要步骤 |
| 3.3 SOFC开发及电化学性能研究 |
| 3.3.1 扁管式SOFC |
| 3.3.2 微管式SOFC |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CPOX-SOFC系统特性研究 |
| 4.1 引论 |
| 4.2 实验介绍 |
| 4.2.1 实验系统介绍 |
| 4.2.2 主要实验步骤 |
| 4.3 CPOX-SOFC系统特性研究 |
| 4.3.1 CPOX-扁管式SOFC系统 |
| 4.3.2 CPOX-微管式SOFC系统 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作建议与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）阴极支撑平板式固体氧化物燃料电池的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 燃料电池简述 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池简述 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池各关键组件的研究概况 |
| 1.4 材料的制备方法 |
| 1.5 固体氧化物燃料电池结构类型及种类 |
| 1.6 固体氧化燃料电池的制备方法 |
| 1.7 本论文研究的主要内容 |
| 2 实验材料与测试方法 |
| 2.1 实验药品和仪器 |
| 2.2 材料的表征方法 |
| 2.3 电化学性能的测试 |
| 3 阴极材料(La_(0.8)Sr_(0.2)_(0.95)MnO_3 的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 阴极粉体LSM95的XRD表征 |
| 3.3 复合阴极(3YSZ-LSM95)的性能研究 |
| 3.4 阴极材料LSM95 与电解质SSZ的性能研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 干压法和流延法制备的SOFC性能对比 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NiO-SSZ|SSZ|YSZ-LSM95 电解质支撑型SOFC的性能研究 |
| 4.3 NiO-SSZ|SSZ|3YSZ-LSM95 阴极支撑型SOFC的性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 过渡层对流延法制备的阴极支撑型SOFC性能影响 |
| 5.1 NiO-SSZ|SSZ|SSZ-LSM95|3YSZ-LSM95 阴极支撑型SOFC的性能研究 |
| 5.2 NiO-CGO|SSZ|SSZ-LSM95|3YSZ-LSM95 阴极支撑型SOFC的性能研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 LSCrM-CeO_2|SSZ|3YSZ-LSM95 阴极支撑型SOFC的性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 La_(0.8)Sr_(0.2)Cr_(0.5)Mn_(0.5) 粉体的合成及表征 |
| 6.3 浸渍法制备的阴极支撑型SOFC的性能研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池阳极反应的研究进展（论文参考文献）
- [1]对称固体氧化物燃料电池电极材料结构及性能研究[D]. 张旸. 北京科技大学, 2021
- [2]以甲烷为燃料的中温固体氧化物燃料电池关键材料研究[D]. 吕秀清. 山西大学, 2021
- [3]基于甲烷的中空对称双阴极固体氧化物燃料电池的发电性能研究[D]. 张华. 江西理工大学, 2020(01)
- [4]固体氧化物燃料电池非平衡态热力学研究[D]. 靳红炜. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]中温固体氧化物燃料电池电极稳定性研究[D]. 谢云. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]FeNbO4基碳转化固态氧化物电池研究[D]. 刘小菁. 西南大学, 2020(01)
- [7]直接甲烷固体氧化物燃料电池抗积碳阳极涂层研究[D]. 束莉楠. 南京航空航天大学, 2020
- [8]平板式电解质支撑的直接碳固体氧化物燃料电池的制备及其应用探究[D]. 丘倩媛. 华南理工大学, 2019
- [9]催化部分氧化-固体氧化物燃料电池系统特性研究[D]. 龚思琦. 清华大学, 2019(02)
- [10]阴极支撑平板式固体氧化物燃料电池的制备及性能研究[D]. 鲍晓囡. 中国矿业大学, 2019(01)
标签：甲烷论文; 燃料电池论文; 电池论文; 固体氧化物燃料电池论文; 固体电解质论文;