混合直接炭燃料电池阳极性能衰减机理实验研究

发布时间：2024-03-04 23:51

　　直接炭燃料电池是一种直接采用固体炭(煤)作为燃料的燃料电池,其理论发电效率可达100%,而且其环境友好,设备稳定性强,因此是一种非常有前景的燃料电池技术。在此基础上,阳极室内加入碳酸盐与炭粉混合,这种结构的燃料电池称为混合直接炭燃料电池(HDCFC)。由于碳酸盐的增加,可以将阳极反应由固-固接触反应转变为固-液接触反应,增加了阳极反应面积,进而可有效增大电池输出功率。混合直接炭燃料电池虽然输出功率较高,但电池输出功率会随时间迅速衰减,燃料利用率不高。目前对混合直接炭电池性能衰减的研究可知电池性能衰减主要表现是电极阻抗会随着时间而增加,本文在总结前人做出的衰减机理探索后,提出了混合直接炭燃料电池内部传质受阻导致电池性能衰减的假设并做如下实验加以验证。本文制备了以GDC和YSZ为电解质的混合直接炭燃料电池,并搭建了混合直接炭燃料电池性能测试实验台,通过在线实验分别表征了以GDC为电解质和YSZ为电解质的混合直接炭燃料电池的性能和性能衰减曲线,发现基于这两种电解质的衰减速率有所差别。在相同恒流放电负载下,基于YSZ电解质的HDCFC衰减速率更低,电池寿命更长,最长可运行16h,以GDC为电解...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1固体氧化物燃料电池原理图(以氢气燃料为例)

达国家争相发展燃料电池技术，这些国家科研机构受到了政府和支持，燃料电池技术已经进入到实际应用阶段。燃料电池电站可提，小型燃料电池也可驱动汽车供给电力给便携式设备。电解质的种类不同，燃料电池可以分为四种：碱性燃料电池、磷酸质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电混合....

图1-2混合直接炭燃料电池原理图

图1-2混合直接炭燃料电池原理图Figure1-2ReactionprinciplediagramofHDCFC接炭燃料电池研究现状（ResearchStatus炭燃料电池虽然可以提高电池的输出功率，但还存：阳极反应机理不明确问题、炭燃料的选择问题以对混合直接炭....

图2-1实验制备的基于YSZ和基于GDC为电解质的SOFC

1.YSZ阳极侧2.YSZ阴极侧3.GDC阳极侧4.GDC阴极侧图2-1实验制备的基于YSZ和基于GDC为电解质的SOFCFigure2-1PreparationofSOFCswithYSZandGDCelectrolyte称....

图2-4HDCFC性能测试示意图

取出制备好的电池，在电极表面表面用导电胶涂成网状用以收集电流。在温烘箱中以200°C烘2小时。接着用导电胶将电池固定在长7cm，外径15mm度2mm的氧化铝刚玉管底部，两根银丝与阴阳极银网用导电胶相连，将电流出，导电胶需要在200°C温度环境下凝固以达到此装置....

本文编号：3919358