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
发布时间：2021-11-11 06:29
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...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固体氧化物燃料电池的工作原理示意图
图 1-2 不同支撑体结构的 SOFCFig. 1-2 SOFC configurations with different support图 1-3 管式和平板式结构的 SOFC[13]Fig. 1-3 SOFCs with tubular and planar structure[13]
4图 1-3 管式和平板式结构的 SOFC[13]Fig. 1-3 SOFCs with tubular and planar structure[13]1.2.2.1 SOFC 的制备方法在制备 SOFC 的过程中，制备工艺对电池的结构和性能有着重要的影响，而且制备工艺的复杂程度也是限制 SOFC 商业化的一个重要因素。考虑到制备电池时的成本和环境污染问题，常见的陶瓷成型工艺如挤压成型法、注浆成型法、浸渍法、流延法和丝网印刷法成为大多数研究者的选择。不同的制备方法具有不同的优缺点，对于以上陶瓷成型工艺总结如下表 1-1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]固体氧化物燃料电池直接以焦炭为燃料的电性能（英文）[J]. 谢永敏,李江霖,侯金醒,吴沛佳,刘江,刘庆生. 燃料化学学报. 2018(10)
[2]从世界能源发展趋势看中国能源安全[J]. 张所续. 中国能源. 2018(05)
[3]可用作便携式电源的高性能直接碳固体氧化物燃料电池组（英文）[J]. 王晓强,刘江,谢永敏,蔡位子,张亚鹏,周倩,于方永,刘美林. 物理化学学报. 2017(08)
[4]中国玉米芯资源量估算及其开发利用[J]. 王红彦,张轩铭,王道龙,崔淳熙,高春雨,王磊,王亚静,毕于运. 中国农业资源与区划. 2016(01)
[5]Ag-GDC复合电极的性能及其在直接碳SOFC中的应用[J]. 苑莉莉,蔡位子,张亚鹏,于方永,余亮,刘江. 中国稀土学报. 2015(06)
[6]管式SOFC陶瓷连接体的浸渍法制备与共烧[J]. 魏涛,周新萍,钟巍,高庆宇,吕小丽,王绍荣. 陶瓷学报. 2014(04)
[7]NiO-YSZ-石墨水系浆料的研制及其在注浆成型制备固体氧化物燃料电池中的应用[J]. 刘丹丹,谢永敏,刘江,王金霞. 物理化学学报. 2014(02)
[8]以活性炭为燃料的固体氧化物燃料电池(英文)[J]. 唐玉宝,刘江. 物理化学学报. 2010(05)
[9]平板式SOFC结构热应力的有限元分析[J]. 陈弦,杨杰,蒲健,李箭. 无机材料学报. 2007(02)
[10]平板式SOFC用密封材料研究进展[J]. 桑绍柏,李炜,蒲健,李箭. 电源技术. 2006(11)
硕士论文
[1]电解质自支撑的直接碳固体氧化物燃料电池的研制[D]. 苑莉莉.华南理工大学 2016
本文编号：3488358
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固体氧化物燃料电池的工作原理示意图
图 1-2 不同支撑体结构的 SOFCFig. 1-2 SOFC configurations with different support图 1-3 管式和平板式结构的 SOFC[13]Fig. 1-3 SOFCs with tubular and planar structure[13]
4图 1-3 管式和平板式结构的 SOFC[13]Fig. 1-3 SOFCs with tubular and planar structure[13]1.2.2.1 SOFC 的制备方法在制备 SOFC 的过程中，制备工艺对电池的结构和性能有着重要的影响，而且制备工艺的复杂程度也是限制 SOFC 商业化的一个重要因素。考虑到制备电池时的成本和环境污染问题，常见的陶瓷成型工艺如挤压成型法、注浆成型法、浸渍法、流延法和丝网印刷法成为大多数研究者的选择。不同的制备方法具有不同的优缺点，对于以上陶瓷成型工艺总结如下表 1-1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]固体氧化物燃料电池直接以焦炭为燃料的电性能（英文）[J]. 谢永敏,李江霖,侯金醒,吴沛佳,刘江,刘庆生. 燃料化学学报. 2018(10)
[2]从世界能源发展趋势看中国能源安全[J]. 张所续. 中国能源. 2018(05)
[3]可用作便携式电源的高性能直接碳固体氧化物燃料电池组（英文）[J]. 王晓强,刘江,谢永敏,蔡位子,张亚鹏,周倩,于方永,刘美林. 物理化学学报. 2017(08)
[4]中国玉米芯资源量估算及其开发利用[J]. 王红彦,张轩铭,王道龙,崔淳熙,高春雨,王磊,王亚静,毕于运. 中国农业资源与区划. 2016(01)
[5]Ag-GDC复合电极的性能及其在直接碳SOFC中的应用[J]. 苑莉莉,蔡位子,张亚鹏,于方永,余亮,刘江. 中国稀土学报. 2015(06)
[6]管式SOFC陶瓷连接体的浸渍法制备与共烧[J]. 魏涛,周新萍,钟巍,高庆宇,吕小丽,王绍荣. 陶瓷学报. 2014(04)
[7]NiO-YSZ-石墨水系浆料的研制及其在注浆成型制备固体氧化物燃料电池中的应用[J]. 刘丹丹,谢永敏,刘江,王金霞. 物理化学学报. 2014(02)
[8]以活性炭为燃料的固体氧化物燃料电池(英文)[J]. 唐玉宝,刘江. 物理化学学报. 2010(05)
[9]平板式SOFC结构热应力的有限元分析[J]. 陈弦,杨杰,蒲健,李箭. 无机材料学报. 2007(02)
[10]平板式SOFC用密封材料研究进展[J]. 桑绍柏,李炜,蒲健,李箭. 电源技术. 2006(11)
硕士论文
[1]电解质自支撑的直接碳固体氧化物燃料电池的研制[D]. 苑莉莉.华南理工大学 2016
本文编号：3488358
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