固体氧化物燃料电池的研究进展

文章介绍了几种主要燃料电池的发展和研究现状、固体氧化物燃料电池(SOFC)的工作原理和特点,综述了SOFC的主要组件(阴极、阳极、电解质材料)制备方法及其进展,对SOFC在能源开发利用与市场化的前景进行了展望。     

固体氧化物燃料电池连接材料的研究进展

与传统的火力发电相比,燃料电池以其高效率、低污染而逐渐受到人们的广泛关注。作为平板式固体氧化物燃料电池重要部件之一,连接板的材料对电池的性能有很大的影响。本文概述了目前研究范围比较广泛的连接体材料,并阐述了它们各自的优缺点。     

燃料电池的应用及研究进展

燃料电池是具有较高的能源利用率又不污染环境的能源利用方式.目前,燃料电池的研究正在向商业化阶段过渡.固体氧化物燃料电池的应用在我国有着得天独厚的优势,我国在燃料电池方面的研究已经步入世界先进行列.     

固体氧化物燃料电池钴系双钙钛矿阴极材料研究进展

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)研究发展的重要瓶颈是缺乏适合中低温条件并具有高催化性能和良好稳定性的阴极材料。钴系双钙钛矿材料具有离子-电子混合导电性能高和氧还原催化活性较好的优点,被认为是目前最有发展前景的中低温SOFC阴极材料之一。在综述钴系双钙钛矿阴极材料的最新研究进展的基础上,全面分析钴系双钙钛矿阴极材料性能的优缺点,并展望了钴系双钙钛矿阴极材料未来的研究方向。     

燃料电池电极方程式的书写

燃料电池是一种不经过燃烧,通过化学反应将燃料的化学能直接转化为电能的装置。很多中学生对其电极方程式的书写有困难,文章按照电解质的不同,介绍了水性电解质、固体氧化物电解质和熔融碳酸盐电解质等类型的燃料电池的电极反应方程式的书写方法。     

固体氧化物燃料电池发电系统动态模拟教学实验平台建设

搭建了固体氧化物燃料电池发电系统动态模拟教学实验平台.该平台由动态反应装置、监测控制、气体供给及尾气处理子系统组成.通过模拟系统的电化学发电反应,研究固体氧化物燃料电池系统在不同电池片片数、燃料流速、单片电池电压等反应条件对系统放电程度和电堆温度的影响,实现了科研项目和教学实验的紧密结合.实验鼓励学生自主设计实验方案,...     

含甲醇固体氧化物燃料电池分布式发电系统设计

针对分布式发电系统多能互补与配电网接入需求设计并搭建了一种含甲醇固体氧化物燃料电池(MSOFC)的分布式发电系统平台。该MSOFC系统平台的结构、区块划分以及对应硬件配置,综合考虑了系统中固体氧化物燃料电池与其它分布式电源的工作特性差异,引入了层次控制策略;同时提出了基于时间尺度的运行模式切换逻辑与基于燃料电池模块负荷、电源双重特性的能流调度策略,并进行了软件实现与样机实验。运行测试结果表明,MSOFC系统平台具备自我能量平衡管理能力以及燃料电池开车、停车、并网、离网、手动等多种运行模式切换能力,能够有效支撑氢-电多能耦合及分布式热电联供等前沿领域的实验探索。     

燃料电池小析

例1固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的。它以固体氧化锆一氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子（O^2-）在其间通过。该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是（ ）。     

H2S／air固体氧化物燃料电池的性能研究

采用陶瓷薄膜技术及溶胶一凝胶法制备了氧离子传导YSZ（Y2O3稳定的ZrO2）电解膜与电极催化剂,构建了膜电极组装（MEA）及结构为H2S、（复合MoS2阳极）／YSZ传导膜／（复合NiO阴极）、空气燃料电池系统;通过在MoS2中掺杂NiS、电解质、Ag粉和淀粉制备了双金属复合MoS2阳极催化剂,在NiO中添加电解质、Ag粉和淀粉制备了复合NiO阴极催化剂：考察了不同操作温度对电池性能的影响,比较了几种不同电极催化剂的性能,研究了H2S／air固体氧化物燃料电池的电化学性能。实验结果表明,在H2S环境中,复合MoS2阳极催化剂比MoS2和Pt具有更好的性能,复合Nio阴极Pt阴极的极化小;在电极催化剂中加入Ag可显著提高电极的导电性．添加电解质和淀粉可以提高电极的离子传导性和多孔性：操作温度增加．传导膜的电传导率和电化学反应速率增加,电池的输出电流与功率密度增加,电化学性能变好。电池连续运行1～4d几乎不降级。在850℃和101．13kPa时．燃料电池最大输出功率密度为155mW·cm^-2,对应的电流密度为240mA·cm^-2。     

中温固体氧化物燃料电池阴极材料BaCo0.7Fe0．2Nb0．1O5＋δ的制备与表征

采用固相反应法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料BaCo0.7Fe0．2Nb0．1O5＋δ（BCFN）．结果表明：BCFN与电解质La0．9Sr0．1Ga0．8Mg0．2O2．85（LSGM）在10000C烧结5h没有生成其他杂相,表明其与LSGM电解质在高温时具有很好的化学兼容性．BCFN在700℃时极化电阻仅为0．128Ωcm2．在800℃时,BCFN的过电位为49mV时的电流密度是46mAcm-2．     

Advance on Molten Carbonate Fuel Cell and Research on Some Key Problems

1 IntroductionIn the late nineteen cenny chemists were seekingfor a way to convex chemical ~ of coal directlyinto electrical energy by means of electrochemisnyThey could not make a rapid progress on it anvil 1970's,when the molten carbonate fuel cell (MCFC) wasPresent. It is well-kllown that in tradihonal electricitygeneration, such as firepower electricity-generation,chemical energy is cotlvthed intO heat energy, then intomechanical energy, at last into electrical energy, and theconversion …     

碳基固体氧化物燃料电池阳极材料的研究

文章介绍了碳基固体氧化物燃料电池阳极材料的主要分类和各自的优缺点以及阳极材料的发展趋势。为解决传统固体氧化物燃料电池（SOFC）在中低温下运行带来的诸多材料和技术方面的问题提供了有益的启示。     

燃料电池的研究现状及发展趋势

根据燃料电池的特点,综述了碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)的研究现状及燃料电池的发展趋势.     

Numerical simulation of a direct internal reforming solid oxide fuel cell using computational fluid dynamics methodas

A detailed mathematical model of a direct internal reforming solid oxide fuel cell (DIR-SOFC) incorporating with simulation of chemical and physical processes in the fuel cell is presented. The model is developed based on the reforming and electrochemical reaction mechanisms, mass and energy conservation, and heat transfer. A computational fluid dynamics (CFD) method is used for solving the complicated multiple partial differential equations (PDEs) to obtain the numerical approximations.The resulting distributions of chemical species concentrations, temperature and current density in a cross-flow DIR-SOFC are given and analyzed in detail. Further, the influence between distributions of chemical species concentrations, temperature and current density during the simulation is illustrated and discussed. The heat and mass transfer, and the kinetics of reforming and electrochemical reactions have significant effects on the parameter distributions within the cell. The results show the particularchar acteristics of the DIR-SOFC among fuel cells, and can aid in stack design and control.     

Numerical simulation of a direct internal reforming solid oxide fuel cell using computational fluid dynamics method

A detailed mathematical model of a direct internal reforming solid oxide fuel cell （DIR-SOFC） incorporating with simulation of chemical and physical processes in the fuel cell is presented. The model is developed based on the reforming and electrochemical reaction mechanisms, mass and energy conservation, and heat transfer. A computational fluid dynamics （CFD） method is used for solving the complicated multiple partial differential equations （PDEs） to obtain the numerical approximations. The resulting distributions of chemical species concentrations, temperature and current density in a cross-flow DIR-SOFC are given and analyzed in detail. Further, the influence between distributions of chemical species concentrations, temperature and current density during the simulation is illustrated and discussed. The heat and mass transfer, and the kinetics of reforming and electrochemical reactions have significant effects on the parameter distributions within the cell. The results show the particular characteristics of the DIR-SOFC among fuel cells, and can aid in stack design and control.     

新型化学电源--燃料电池

燃料电池是一种等温并直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化为电能的新型发电装置．燃料电池不受热机效率的限制，能量转换效率高，无污染、无噪音，具有满足环境保护的要求．预计燃料电池系统将在洁净煤燃料电池电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场．本文介绍了燃料电池的的优点、主要种类、工作原理、国内外发展概况以及燃料电池的前景展望。     

Iterative learning control of SOFC based on ARX identification model

This paper presents an application of iterative learning control (ILC) technique to the voltage control of solid oxide fuel cell (SOFC) stack. To meet the demands of the control system design, an autoregressive model with exogenous input (ARX) is established. Firstly, by regulating the variation of the hydrogen flow rate proportional to that of the current, the fuel utilization of the SOFC is kept within its admissible range. Then, based on the ARX model, three kinds of ILC controllers, i.e. P-, PI- and PD-type are designed to keep the voltage at a desired level. Simulation results demonstrate the potential of the ARX model applied to the control of the SOFC, and prove the excellence of the ILC controllers for the voltage control of the SOFC.