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电解质支撑固体氧化物燃料电池发电性能模拟

天然气工业 2004年第6期24卷 107-110页

作者：毛晓峰由宏新阿布里提.阿布都拉丁信伟大连理工大学化工学院日本弘前大学理工学部

目前 ,有关各类电池的研究正在世界范围内迅猛开展 ,并已经取得了惊人的进步 ,而天然气作燃料应用于固体氧化物燃料电池则具有很大的发展前景。考虑不同操作条件、气体组成和电池微观结构的影响 ,建立了用于分析固体氧化物燃料电池发电... 详细信息

目前 ,有关各类电池的研究正在世界范围内迅猛开展 ,并已经取得了惊人的进步 ,而天然气作燃料应用于固体氧化物燃料电池则具有很大的发展前景。考虑不同操作条件、气体组成和电池微观结构的影响 ,建立了用于分析固体氧化物燃料电池发电特性的数学模型 ;浓差极化的计算采用尘气模型 ,用来描述多组分气体在多孔电极内的扩散过程 ;活化极化采用Butler-Volmer方程 ,欧姆极化遵循欧姆定律 ,采用MATLAB编写程序 ;进而结合计算结果讨论了阳极厚度、温度等对电池发电性能的影响 ,并与实验值进行了比较。

关键词：电解质固体氧化物燃料电池发电性能 SOFC 电化学反应数学模型阳极

SOFC中不同浓度干甲烷在Ni-YSZ阳极上的反应

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化工学报 2006年第3期57卷 620-625页

作者：由宏新丁信伟阿布里提.阿布都拉大连理工大学化工学院辽宁大连116012 日本青森工业综合研究所新能源研究部

The reactions of low and middle concentration dry methane were studied over the anode of solid oxide fuel cell(SOFC) with Ni/yttria-stabilized zirconia(YSZ) anode and YSZ *** production rates of different gases at anode outlet were measured at different current density *** balance and the relation of production rate with reaction rate were used to analyze the chemical and electrochemical reactions taking place in *** low concentration dry methane,partial oxidation of methane occurred at low current density,while electrochemical oxidations of hydrogen and carbon monoxide took place at increased current *** middle concentration methane,only partial oxidation of methane *** deposition was found in all the tests.

关键词：固体氧化物燃料电池甲烷反应阳极

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微转子发动机的三区准维模型燃烧计算研究

内燃机工程 2006年第2期27卷 20-24页

作者：郭峥林其钊阿布里提.阿布都拉中国科学技术大学热科学与能源工程系合肥230027 弘前大学

分析了微转子发动机的燃烧特点,在双区准维模型的基础上引入壁面熄火区,提出了三区准维模型。编制了适用于微转子发动机燃烧的计算程序,计算了三区准维模型和双区准维模型下的微转子发动机燃烧过程。通过对计算结果与***试验数据比较分... 详细信息

分析了微转子发动机的燃烧特点,在双区准维模型的基础上引入壁面熄火区,提出了三区准维模型。编制了适用于微转子发动机燃烧的计算程序,计算了三区准维模型和双区准维模型下的微转子发动机燃烧过程。通过对计算结果与***试验数据比较分析,说明了三区准维模型的合理性。

关键词：内燃机微转子发动机微燃烧三区准维模型

SOFC中低浓度干甲烷在Ni/YSZ阳极上的反应

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高校化学工程学报 2007年第2期21卷 286-291页

作者：由宏新丁信伟阿布里提.阿布都拉大连理工大学化工学院辽宁大连116012 日本青森工业综合研究所新能源研究部

固体氧化物燃料电池(SOFC)趋向于直接使用甲烷天然气为燃料,确定甲烷在固体氧化物燃料电池阳极发生的化学与电化学反应非常重要。以Ni/YSZ为阳极、YSZ板做电解质、LSM为阴极,用涂浆法制作电解质支撑的电池,研究低浓度干甲烷在固体氧化... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFC)趋向于直接使用甲烷天然气为燃料,确定甲烷在固体氧化物燃料电池阳极发生的化学与电化学反应非常重要。以Ni/YSZ为阳极、YSZ板做电解质、LSM为阴极,用涂浆法制作电解质支撑的电池,研究低浓度干甲烷在固体氧化物燃料电池中的反应。改变甲烷浓度、电池工作温度、电解质厚度,用在线色谱测量不同电流密度下,阳极出口气体产生速率。根据阳极出口气体产生速率变化,分析干甲烷在阳极的反应变化。通过氧消耗计算和转移电子数的分析,说明甲烷在电池阳极发生不同类型的反应。电流密度小时,甲烷发生部分氧化反应。电流密度大时,发生氢氧化和CO氧化,部分甲烷发生总反应为完全氧化的反应。部分甲烷发生完全氧化反应的同时,部分甲烷仍发生部分氧化反应,但其反应速率随电流密度增加逐渐降低。甲烷浓度和试验温度增加,甲烷开始发生完全氧化的电流密度增加。

关键词：固体氧化物燃料电池甲烷反应阳极

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管式固体氧化物燃料电池非稳态数值研究

中国电机工程学报 2007年第20期27卷 91-98页

作者：贾俊曦姜任秋沈胜强阿布里提哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江省哈尔滨市150001 大连理工大学能源与动力学院辽宁省大连市116024 青森工业总合研究所

建立了一个既可以描述管式固体氧化物燃料电池的稳态性能又可以描述其非稳态性能的数学模型。考虑了造成电池输出损失的三种极化现象:欧姆极化、活化极化和浓差极化。在传热模型中,除了考虑传导和对流换热外,也考虑了电池和空气进气管... 详细信息

建立了一个既可以描述管式固体氧化物燃料电池的稳态性能又可以描述其非稳态性能的数学模型。考虑了造成电池输出损失的三种极化现象:欧姆极化、活化极化和浓差极化。在传热模型中,除了考虑传导和对流换热外,也考虑了电池和空气进气管之间的辐射换热。分析了平均电流密度、燃料和空气进口温度和流量对电池稳态和非稳态性能的影响。计算结果表明,稳态下电池固体部分的最高温度位于电池的中部;对于同一幅度的平均电流密度的阶跃变化,电池从最初的稳态到达新的稳态所需的响应时间随各种操作参数的改变而变化。

关键词：管式固体氧化物燃料电池电化学反应传热传质非稳态

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质子交换膜燃料电池双层扩散层特性三维分析

化工学报 2008年第1期59卷 182-188页

作者：涂海涛孙文策解茂昭阿布里提大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 日本青森工业综合研究所日本青森030-0113

针对直流道质子交换膜燃料电池提出一种混合的两相三维非等温数学模型,考虑了液态水在多孔介质内的毛细流动和分布,分析了双层扩散层结构及碳纤维特性对电池性能的影响。结果表明,扩散层第一层(靠近催化层)厚度对质子膜电导率和气体传... 详细信息

针对直流道质子交换膜燃料电池提出一种混合的两相三维非等温数学模型,考虑了液态水在多孔介质内的毛细流动和分布,分析了双层扩散层结构及碳纤维特性对电池性能的影响。结果表明,扩散层第一层(靠近催化层)厚度对质子膜电导率和气体传递特性有着相互制约的影响,需进行优化;在一定范围内,扩散层第一层碳纤维直径的减小可提高质子膜电导率,有利于电池性能的改善;在保持其他参数不变的前提下,应尽可能提高多孔介质的憎水性和孔隙率以提高电池输出性能。

关键词：数学模型双层扩散层电池性能

常规流场和交指型流场的质子交换膜燃料电池传热传质三维模拟

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化工学报 2007年第6期58卷 1371-1377页

作者：涂海涛孙文策解茂昭阿布里提大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 日本青森工业综合研究所

针对常规流场和交指型流场的质子交换膜燃料电池提出了三维非等温数学模型。模型详细考虑了电池内部的传热、传质和电化学反应,重点考察了多孔介质内的组分传递和膜内水的电渗和扩散作用,对氧气传递限制和膜内水迁移对电池性能的影响进... 详细信息

针对常规流场和交指型流场的质子交换膜燃料电池提出了三维非等温数学模型。模型详细考虑了电池内部的传热、传质和电化学反应,重点考察了多孔介质内的组分传递和膜内水的电渗和扩散作用,对氧气传递限制和膜内水迁移对电池性能的影响进行了分析和讨论。结果表明,流道的交指型设计加强了气体在多孔介质内的质量传递,提高了电池的输出性能,但相应地,阴极催化层界面水分的减少也使得膜的水合程度降低,这就需要更有效的水管理来防止膜脱水。

关键词：质子交换膜燃料电池数学模型传热传质

硬模板法制备固体氧化物燃料电池复合阳极GDC–SrMoO_4–YSZ

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硅酸盐学报 2016年第7期44卷 919-924页

作者：由宏新招聪管亚军官国清阿布里提.阿布都拉大连理工大学化工机械学院辽宁大连116024 日本弘前大学北日本新能源研究中心

以活性炭纤维为模板,用硬模板法合成钙钛矿材料Sr Mo O_4,并在Sr Mo O_4阳极上浸渍Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)(GDC),制备出GDC–Sr Mo O_4–YSZ复合阳极。分别以Sr Mo O_4–YSZ和GDC–Sr Mo O_4–YSZ为阳极,制备了固体氧化物燃料单电池,... 详细信息

以活性炭纤维为模板,用硬模板法合成钙钛矿材料Sr Mo O_4,并在Sr Mo O_4阳极上浸渍Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)(GDC),制备出GDC–Sr Mo O_4–YSZ复合阳极。分别以Sr Mo O_4–YSZ和GDC–Sr Mo O_4–YSZ为阳极,制备了固体氧化物燃料单电池,并测试了其电性能。探究了不同浸渍次序下,阳极的材料组成对电池发电性能的影响。结果表明,以CH4为燃料,工作温度为800℃时,Sr Mo O_4中浸渍GDC质量分数为50%,Sr Mo O_4与YSZ质量比为5:5的阳极材料,最大功率密度为317.15 m W/cm^2;Sr Mo O_4–YSZ中GDC浸渍量为50%时,单电池性能最佳,最大功率达到361.01 m W/cm^2。

关键词：固体氧化物燃料电池钙钛矿结构钼酸锶硬模板法

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质子交换膜燃料电池内部传热传质三维模拟

太阳能学报 2007年第4期28卷 368-374页

作者：涂海涛孙文策解茂昭阿布里提.阿布都拉大连理工大学动力工程系大连116024 日本青森工业综合研究所

针对常规流场质子交换膜燃料电池提出了三维非等温数学模型。模型考虑了电化学反应动力学以及反应气体在流道和多孔介质内的流动和传递过程，详细研究了水在质子膜内的电渗和扩散作用。计算结果表明，反应气体传质的限制和质子膜内的水... 详细信息

针对常规流场质子交换膜燃料电池提出了三维非等温数学模型。模型考虑了电化学反应动力学以及反应气体在流道和多孔介质内的流动和传递过程，详细研究了水在质子膜内的电渗和扩散作用。计算结果表明，反应气体传质的限制和质子膜内的水含量直接决定了电极局部电流密度的分布和电池输出性能；在电流密度大于0．3．0．4A／cm^2时开始出现水从阳极到阴极侧的净迁移；高电流密度时膜厚度方向存在很大的温度梯度，这对膜内传递过程有较大影响。

关键词：质子交换膜燃料电池数学模型传热传质