甲烷固体氧化物燃料电池研究

发布时间：2017-09-22 13:50

  本文关键词：甲烷固体氧化物燃料电池研究

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【摘要】：固体氧化物燃料电池(SOFC)是污染低的新型能源技术,近些年来发展迅速,成果颇丰。SOFC技术中电解质、电极等关键材料的核心技术已经突破。但其整体性能的优化仍需进一步深入研究。除氢气外,各类碳基燃料也可以用作其燃料。由于碳基燃料比氢气更易获得且储量丰富,在高温时具有较高的热力学效率。因此发展碳基燃料SOFC很有必要。实验方法是验证和改善SOFC性能的重要途径。但理论推导和仿真模拟以其成本低且效率高的优势对推动SOFC技术的发展有重要意义。本文主要以文献整理、理论分析、实验结果对比对以甲烷(CH4)为燃料的SOFC进行讨论研究。主要包括以下几部分内容：(1)首先介绍能源使用现状以及发展过程,介绍SOFC的基本原理和意义和相关的一些理论。简要介绍SOFC理论模拟所需要的部分简单物理场理论和模拟所需方程。(2)综述以CH4为燃料的SOFC发展现状与研究方向,现有发展方向之成果。所面临的积碳、催化剂性能退化、反应速率表达差异等问题。(3)综述甲烷重整反应速率(SMR)相关问题,整理各方面已有结果,对存在差异的问题情况分析。(4)针对SMR问题,结合不同实验数据结果,基于合理假设提出一个能满足多数实验结果的反应速率表达式并检验,并据此分析已有结论差距的部分原因。(5)对所做工作总结。
【关键词】：甲烷 固体氧化物燃料电池 重整反应速率 理论模拟
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM911.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 固体氧化物燃料电池简介10-22
• 1.1 燃料电池与能源10-13
• 1.2 固体氧化物燃料电池13-14
• 1.3 SOFC的热力学原理14-17
• 1.4 SOFC电极的反应动力学17-19
• 1.5 SOFC数学模型部分理论基础19-22
• 第二章 以甲烷为燃料的SOFC研究22-40
• 2.1 材料与催化剂选择24-35
• 2.1.1 极催化剂24-31
• 2.1.2 电解质和阴极材料31-33
• 2.1.3 其他材料及材料制备方法33-35
• 2.2 相关研究进展35-40
• 第三章 甲烷重整反应速率研究综述40-50
• 3.1 甲烷重整反应40-42
• 3.2 反应动力学42-45
• 3.3 实验经验速率45-48
• 3.4 研究进展48-50
• 第四章 适用性强的SMR速率公式50-61
• 4.1 基于合理假设的速率推导50-52
• 4.2 结果检验52-56
• 4.3 分析讨论56-61
• 总结61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 在读期间待发表科研成果68

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2 孔叶娟;武俊伟;;管式SOFC制备技术进展[J];电源技术;2013年07期

3 魏秋明;朱时珍;夏定国;刘庆国;;High Temperature Solid Oxide Fuel Cells(SOFC)[J];Journal of Rare Earths;1993年03期

4 张义煌,董永来,江义,卢自桂,闫景旺;薄膜型中温固体氧化物燃料电池 (SOFC)研制及性能考察[J];电化学;2000年01期

5 王春云;分散电源的SOFC发电及废热供暖装置的开发[J];化肥设计;2001年05期

6 徐泽亚;杨晨;;管式SOFC数学模型及系统性能分析[J];计算机仿真;2006年06期

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8 ;Electrochemical and microstructural characterization of cyclic redox behaviour of SOFC anodes[J];Rare Metals;2006年S1期

9 张乃庆;孙克宁;周德瑞;贾德昌;;Study on Properties of LSGM Electrolyte Made by Tape Casting Method and Applications in SOFC[J];Journal of Rare Earths;2006年S1期

10 李琛;姜乐华;佐晓波;;平板状SOFC结构热应力特性分析[J];化学工程与装备;2008年08期

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1 ;Multi-level simulation platform of SOFC-GT hybrid generation system[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

2 Takuya Hashimoto;Norifumi Ohba;Eri Oikawa;Tomoya Shibasaki;;High Temperature property of SOFC Materials-analysis of crystal structure under operating conditions-[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年

3 李松丽;温廷琏;王绍荣;曹家弟;吕之奕;;浸渍成型管状SOFC性能初步研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年

4 朱庆山;;SOFC的研究现状与发展趋势[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（上册）[C];2006年

5 Takuya Hashimoto;Norifumi Ohba;Eri Oikawa;Tomoya Shibasaki;Shaorong Wang;;High Temperature Property of SOFC Materials Analysis of Crystal Structure under Operating Conditions[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集稀土专辑[C];2004年

6 李松丽;温廷琏;王绍荣;曹佳弟;吕之奕;;浸渍成型管状SOFC性能初步研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集稀土专辑[C];2004年

7 ;SOFC System Model and SOFC-CHP Competitive Analysis[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年

8 ;Thermodynamic analysis of ITSOFC hybrid system[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

9 M.D.Mat;B.Timurkutluk;Y.Kaplan;;Experimental and numerical investigation of an intermediate temperature SOFC[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

10 ;Review for stationary solid oxide fuel cell modeling[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

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1 记者 袁志勇;中科院上海硅酸盐研究所SOFC系统成功试运行[N];科技日报;2013年

2 盖文 摘译;日本加快固体氧化物燃料电池研究步伐[N];中国冶金报;2006年

3 张玲　周前进;我国实现固体氧化物燃料电池系统独立发电[N];科技日报;2010年

4 ;SOFC高温电解水制氢取得重要进展[N];中国技术市场报;2011年

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本文编号：901185