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.     

固体氧化物燃料电池的原理及研究进展

概述固体氧化物燃料电池 (SOFC)的原理 ,综述了ZrO2 基固体电解质型燃料电池的研究进展状况 ,提出了一些有待解决的问题     

凝胶浇注法制备Ba0.4Sr0.6Co1-xFexO3-δ阴极材料的研究

固体氧化物燃料电池(SOFC)中低温化是其商业化的必然趋势,阴极材料是其中一个关键材料.本文采用凝胶浇注法制备了Ba0.4Sr0.6Co1-xFexO3-δ(x=0.2、0.4、0.6、0.8),对其孔隙率、收缩率及电导率进行了表征.结果表明,随着x的增大,坯体收缩率逐渐减小,孔隙率增大,电池电导率降低.x=0.2时,材料综合性能较好.     

燃料电池的商业应用概况

各国政府、公司及其附属科研机构为燃料电池的商业化作出的巨大努力,分别以PC25^（TM）磷酸燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）以及质子交换膜燃料电池（PEMFC）为例,阐述了燃料电池的商业化概况。最后,对燃料电池技术进入市场所面临的主要障碍和有待解决的技术难题进行了简要阐述。     

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。     

凝胶浇注法制备Ba_（0.4）Sr_（0.6）Co_（1-x）Fe_xO_（3-δ）阴极材料的研究

固体氧化物燃料电池（SOFC）中低温化是其商业化的必然趋势,阴极材料是其中一个关键材料。本文采用凝胶浇注法制备了Ba0.4Sr0.6Co1-xFexO3-δ（x=0.2、0.4、0.6、0.8）,对其孔隙率、收缩率及电导率进行了表征。结果表明,随着x的增大,坯体收缩率逐渐减小,孔隙率增大,电池电导率降低。x=0.2时,材料综合性能较好。     

基于遗传算法优化最小二乘支持向量回归机的平板型固体氧化物燃料电池的控制相关动态辨识建模

研究目的：为了同时预测固体氧化物燃料电池（SOFC）的电压、温度动态特性和设计控制器,建立SOFC的控制相关动态辨识模型。创新要点：为了建立SOFC更精确的最小二乘支持向量回归机（LSSVR）动态模型,采用遗传算法（GA）优化LSSVR的参数。所建GA-LSSVR模型可同时预测SOFC的电压和温度动态特性。研究方法：1.分析SOFC的电化学和能量平衡子模型。2.利用所选择的最优LSSVR参数,建立了SOFC的GA-LSSVR动态辨识模型。通过仿真分析和比较,验证了所建模型的有效性（图3和4）。3.利用所建模型的预测结果,与模拟退火算法优化最小二乘支持向量回归机（SAA-LSSVR）和5折交叉验证最小二乘支持向量回归机（5FCV-LSSVR）模型的预测结果进行了比较,表明所建立的GA-LSSVR模型具有较高的预测精度（表3和4）。重要结论：通过比较SAA-LSSVR和5FCV-LSSVR模型的预测结果,发现所建GA-LSSVR模型具有较好的预测性能和精度。基于所建立的GA-LSSVR模型可进行有效的多变量控制器设计。     

钙钛矿型复合氧化物La0.8．Sr0．2Mn1-yCoyO3-δ的合成与性能研究

以开发固体氧化物燃料电池（SOFC）新型阴极材料为目的,采用高温固相反应法合成了一系列钙钛矿型复合氧化物La0.8Sr0．2Mn1-yCOyO3-δ（LSMC,Y分别取0.3,0．5和0．7）,并对Mn位掺杂不同量过渡族元素Co后样品的高温电导率和热膨胀系数进行了研究,发现随着Co含量的增加,材料的电导率和热膨胀系数均增大,其中La0.8Sr0．2Mn0.3Co0.7O3-δ的电导率最高,700℃时,达270．89S·cm^-1。     

Ho-M(M=Nd、Sm)双掺杂氧化铋基电解质材料的合成及电性能

目的:对氧化铋基材料进行掺杂改性研究,考查其电化学性能,探寻其用作固体氧化物燃料电池电解质材料的可行性。方法:使用硝酸盐燃烧法制备了Ho-Nd和Ho-Sm共掺杂的氧化铋基电解质材料,采用X射线衍射(XRD)对其进行了物相结构的分析;用交流阻抗谱测试样品在400℃到800℃的电化学性能。结果:掺杂后的产物包含四方相、立方相和棱面体结构;样品的电导率随着总掺杂量的增加先上升后下降。在所有样品中,(HoO_1.5)_0.05(NdO_1.5)_0.05(BiO_1.5)_0.9的电导率在700℃有最高的电导率,达到13.76×10^-2 S cm^-1。结论:材料制备方法简单方便,合成的产物可以成为一种有潜力的固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质材料。     

质子交换膜燃料电池膜电极组件及单电池的制作和运行

叙述了氢/氧(空)质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)关键部件--膜电极组件(membrane electrode assembly,MEA)的制备和单电池组装,并且实际运行了一体化燃料电池发电系统.介绍了燃料电池的工作原理和实验内容.通过实验,使学生全面了解燃料电池的基本原理、制作过程及使用方法.     

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。     

SOFC temperature evaluation based on an adaptive fuzzy controller

The operating temperature of a solid oxide fuel cell （SOFC） stack is a very important parameter to be controlled, which impacts the performance of the SOFC due to thermal cycling. In this paper, an adaptive fuzzy control method based on an affine nonlinear temperature model is developed to control the temperature of the SOFC within a specified range. Fuzzy logic systems are used to approximate nonlinear functions in the SOFC system and an adaptive technique is employed to construct the controller. Compared with the traditional fuzzy and proportion-integral-derivative （PID） control, the simulation results show that the designed adaptive fuzzy control method performed much better. So it is feasible to build an adaptive fuzzy controller for temperature control of the SOFC.     

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.     

材料物理专业实验室的建设与管理实践

结合材料物理专业实验教学改革情况,介绍了近年来我们实验室建设和管理的实践经验及取得的成效。总结了目前存在的问题并对未来的发展提出了建议。     

Nonlinear modelling of a SOFC stack by improved neural networks identification

The solid oxide fuel cell (SOFC) is a nonlinear system that is hard to model by conventional methods. So far,most existing models are based on conversion laws,which are too complicated to be applied to design a control system. To facilitate a valid control strategy design,this paper tries to avoid the internal complexities and presents a modelling study of SOFC per-formance by using a radial basis function (RBF) neural network based on a genetic algorithm (GA). During the process of mod-elling,the GA aims to optimize the parameters of RBF neural networks and the optimum values are regarded as the initial values of the RBF neural network parameters. The validity and accuracy of modelling are tested by simulations,whose results reveal that it is feasible to establish the model of SOFC stack by using RBF neural networks identification based on the GA. Furthermore,it is possible to design an online controller of a SOFC stack based on this GA-RBF neural network identification model.     

本钢冷轧闪光焊机的工艺原理及参数优化与控制

介绍了本钢冷轧厂闪光焊机的工作原理及基本焊接数据,详细的分析了针对不同规格产品焊机的工艺参数控制与调节,尤其针对冷轧厂超薄规格的BSP短流程的热轧来料,经过大量的焊接实验,从原料、设备、工艺等各个角度进行了全面系统的分析,给出了适合冷轧厂生产的完整焊接工艺参数,从而达到了优良焊接的目的。     

金属材料断裂韧性测量不确定度的评定

由于影响金属材料断裂韧性的测量不确定度评定的因素比较多,不同人员认识到的影响因素也有差异,因此其评定还处于初级阶段。本文从试验方法上对金属材料断裂韧性KIC的测量不确定度进行了评定,从试验机等级、试样尺寸测量、试验人员、引伸计等方面对引起不确定性的因素进行了详细讨论和计算。评定过程没有考虑材料不均匀带来的影响。指出影响断裂韧性测量不确定度大小的最主要因素是力值和f(a/W)的测量误差,其中试验机的等级和人员技术水平又是主要因素。     

钙钛矿型复合氧化物的结构分析及其在SOFC阴极中的应用

对钙钛矿型复合氧化物（ABO3）的结构特征和性质进行详细分析,研究表明,以合适的阳离子取代A、B位离子而形成含有氧空穴的钙钛矿结构是钙钛矿型复合氧化物演变为各种功能材料的基础。通过适当的掺杂,钙钛矿型复合氧化物可同时具有良好的导电性、催化活性、热稳定性和化学稳定性,因此在SOFC中有广泛的应用。分别以LSM、LSCF等典型钙钛矿型复合氧化物为例,阐述了钙钛矿型复合氧化物在SOFC阴极中的应用。