检索结果-南通市图书馆

移动式固体氧化物燃料电池系统集成技术研究现状与进展

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

洁净煤技术 2024年第5期30卷 118-127页

作者：张瑞宇史继鑫王雨晴史翊翔北京理工大学机电学院北京100081 清华大学能源与动力工程系北京100084

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种能量转换装置,可以通过电化学反应将燃料中的化学能直接转换为电能。目前,SOFC大多被视为固定式发电技术,然而因其具有燃料灵活性、高效率和高能量密度等特点,在移动式发电领域如... 详细信息

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种能量转换装置,可以通过电化学反应将燃料中的化学能直接转换为电能。目前,SOFC大多被视为固定式发电技术,然而因其具有燃料灵活性、高效率和高能量密度等特点,在移动式发电领域如辅助动力、无人机动力、远程电源等也具有广阔应用前景。与固定式SOFC应用相比,移动式SOFC研究进展起步相对较晚,技术较不完善。移动式SOFC系统通常包括电堆、重整器、供气装置、尾燃器、换热器和储能组件等核心组件。开发SOFC移动系统需要考虑系统的鲁棒性、易用性以及发电能力等,而移动式SOFC系统部件相对较复杂,这些部件的耦合匹配特性又会显著影响系统的紧凑性、启动特性及体积/质量功率密度。从热特性、启动策略及高功率密度混合动力系统集成等方面对国内外移动式SOFC系统集成技术的研究进展进行综述。最后,基于对现有研究成果的总结提出了未来移动式SOFC系统集成中存在的挑战,及在材料与工艺的改进、新型启动策略和混合系统设计与优化等方面的发展方向。

关键词：固体氧化物燃料电池移动式应用热区集成快速启动混合动力系统

维普期刊数据库博看期刊

BaO-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2中温SOFC封接玻璃的失效性分析与性能改进研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

陶瓷学报 2024年第4期 775-781页

作者：王逸宣刘亮光余辉陈猛胡娴杰海南大学材料科学与工程学院景德镇学院生物与环境工程学院

热稳定性及致密度是影响中温固体氧化物燃料电池封接玻璃实际应用的两大重要因素。通过传统固相熔融退火法制备32.96BaO-14.45CaO-4.87Al2O3-14.62B2O3-33.10SiO2（BCS1）基础玻璃，采用X射线衍射分析、扫描电镜、高温显微镜等表征手段... 详细信息

热稳定性及致密度是影响中温固体氧化物燃料电池封接玻璃实际应用的两大重要因素。通过传统固相熔融退火法制备32.96BaO-14.45CaO-4.87Al2O3-14.62B2O3-33.10SiO2（BCS1）基础玻璃，采用X射线衍射分析、扫描电镜、高温显微镜等表征手段来探究其封接失效原因，并提出改进方法，以获得性能稳定的致密封接材料。结果表明，BCS1基础玻璃中的六方BaAl2SiO8，经1073 K热处理会转变为低膨胀单斜相，造成基础玻璃与Ni-YSZ阳极的热膨胀系数不匹配，再者BCS1玻璃易过烧发泡，内部存在的大量孔隙容易引发气体泄漏。通过额外增加Al2O3含量，可以提高封接玻璃的热稳定性、热匹配性和致密性，并使封接玻璃与Ni-YSZ阳极具有良好的界面结合。该研究为中温固体氧化物燃料电池封接玻璃的性能改进提供了有效的途径，有助于推动该领域技术的发展和应用。

关键词：中温固体氧化物燃料电池封接玻璃失效性热稳定性致密度

来源：博看期刊

天然气零碳排放制氢技术工业化研究现状与展望

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

洁净煤技术 2024年

作者：罗化峰范志强李通达高龙秦至臻乔元栋山西大同大学煤炭工程学院山东能源集团西北矿业有限公司

传统煤气化和甲烷重整制氢会产生大量二氧化碳，这不符合国家“碳中和，碳达峰”的要求。通过将可再生能源发电耦合电解水制氢是当前最优技术方案，然而可再生能源发电存在能源输出波动和储存困难等缺陷，导致其大规模应用仍面临诸多困... 详细信息

传统煤气化和甲烷重整制氢会产生大量二氧化碳，这不符合国家“碳中和，碳达峰”的要求。通过将可再生能源发电耦合电解水制氢是当前最优技术方案，然而可再生能源发电存在能源输出波动和储存困难等缺陷，导致其大规模应用仍面临诸多困难。因此，一种以天然气为原料的零碳制氢技术备受关注，该过程只产生氢气和固体碳，并不释放温室气体，使得该技术可作为从化石燃料到可再生能源制氢的一座桥梁。综述了甲烷热解技术工业应用所面临的关键问题，包括不同类型催化剂和再生方法对工业化影响、不同工业化方案的优缺点以及固体碳产品的实际应用和经济性分析。此外，该技术的未来发展趋势和建议被给出，并指出进一步阐明甲烷热解反应机理和限速步骤、天然气所含杂质影响以及工业流程选择和固体碳合理利用都将是未来研究的重点方向。

关键词：甲烷热解天然气零碳氢桥梁再生能源

MILD粉体燃烧技术研究进展与关键问题分析

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2024年第1期49卷 224-234页

作者：吕俊复冯乐乐吴玉新张海清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

MILD燃烧是一种在中度或极度低氧环境下发生的温和燃烧模式,兼具高燃烧热利用率和极低NOx排放的优势,国际燃烧领域认为它是拥有巨大应用潜力的清洁燃烧技术之一。自1990年左右开展相关研究以来,对于实现气体燃料的MILD燃烧的相关技术已... 详细信息

MILD燃烧是一种在中度或极度低氧环境下发生的温和燃烧模式,兼具高燃烧热利用率和极低NOx排放的优势,国际燃烧领域认为它是拥有巨大应用潜力的清洁燃烧技术之一。自1990年左右开展相关研究以来,对于实现气体燃料的MILD燃烧的相关技术已相对成熟,而关于煤粉和生物质等固体燃料的MILD燃烧机制和实现条件的研究仍相对缺乏。基于高动量氧化剂射流来实现内部再循环,不再需要外部高温预热来建立MILD燃烧,极大拓宽了MILD燃烧的应用范围。从颗粒弥散、受热、着火、燃烧、污染物等方面概述了MILD粉体燃料燃烧的基础特性,由于颗粒的不均匀弥散和反应,煤粉等碳基固体燃料的MILD燃烧进程较气体燃料更复杂。高速射流MILD燃烧在增加点火延迟的同时也扩展了点火区和反应区,需要对燃烧各阶段的特征和机理开展系统研究。介绍了固体燃料MILD燃烧理论设计和装备研发领域所取得的研究成果,建议通过高精度数值模拟,改进现有燃煤锅炉燃烧器、调节工艺参数以匹配MILD燃烧模式,增加焦炭颗粒的停留时间以提高燃烬率,提高燃烧稳定性并抑制包括细颗粒物在内的各类污染物排放。基于互联能源系统的整体方法,推进MILD燃烧与各类新型燃烧技术的耦合研究,尤其加强煤粉、生物质与氢、氨等可燃气体共燃特性研究,助力能源转型。探究粉体MILD燃烧中的湍流两相流特征、湍流相间传热作用以及湍流-化学耦合作用是加深对粉体MILD燃烧理解的关键,涉及多变量分析和高精度模拟,是未来研究的重点和难点。

关键词：低氧稀释燃烧(MILD) 高速射流煤燃烧污染物湍流

同方期刊数据库

基于混沌博弈优化的固体氧化物燃料电池模型参数优化设计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 15-28页

作者：马遵和鹏许珂玮孟贤何廷一杨博云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650000 昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)因具有转换效率高、无污染物排放、运行噪声低等特点被视为前景广阔的绿色发电技术之一,其被广泛应用于电力系统和交通运输等领域。针对SOFC稳态模型的参数优化设计问题,提出了一种基... 详细信息

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)因具有转换效率高、无污染物排放、运行噪声低等特点被视为前景广阔的绿色发电技术之一,其被广泛应用于电力系统和交通运输等领域。针对SOFC稳态模型的参数优化设计问题,提出了一种基于混沌博弈优化(chaosgameoptimization, CGO)方法的SOFCs参数提取框架。同时,利用芬兰燃料电池技术公司Elcogen生产的陶瓷阳极支撑型平板式低温单体燃料电池(ASC-400B)工作于两种不同温度(即600℃和700℃)下的实验数据以及美国蒙大拿州立大学开发的基于物理模型的5 kW级管式SOFC电池堆栈模型在两种不同温度(即850℃和950℃)下的仿真数据,分别对所提框架、蒲公英优化器(dandelion optimizer, DO)、平衡优化器(equilibrium optimizer, EO)、粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法和白鲨优化器(white shark optimizer, WSO)的参数提取的性能进行了深入的研究和分析。测试结果表明:相比于DO、EO、PSO和WSO,CGO能够准确、稳定且快速地提取上述各种SOFCs的模型未知参数,为SOFCs的系统建模提供了一种高效的方法。

关键词：参数设计固体氧化物燃料电池系统建模混沌博弈优化元启发式算法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

火焰燃料电池技术研究进展

工程热物理学报 2024年第7期45卷 2147-2156页

作者：王雨晴史翊翔蔡宁生北京理工大学机电学院北京100081 清华大学能源与动力工程系热科学与动力教育部重点实验室北京100084

火焰燃料电池(Flame Fuel Cell,FFC)是一种新型固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC),将富燃火焰与SOFC直接耦合,具有装置简单、燃料适应性广、启动快速等特点,在小型天然气分布式供能以及动力系统中极具应用前景。本文首先... 详细信息

火焰燃料电池(Flame Fuel Cell,FFC)是一种新型固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC),将富燃火焰与SOFC直接耦合,具有装置简单、燃料适应性广、启动快速等特点,在小型天然气分布式供能以及动力系统中极具应用前景。本文首先介绍了FFC的发电原理与研究概况,随后分别从燃料富燃特性、富燃火焰中电池性能特性以及FFC电堆集成与系统分析三个方面介绍了火焰燃料电池的相关研究进展,并展望了超高温燃料电池研发、衰减机制研究以及规模化放大等发展方向。

关键词：火焰燃料电池富燃燃烧抗热震性分布式供能系统

Sr掺杂钙钛矿体系中高活性氧析出反应机制（英文）

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Chinese Journal of Catalysis 2020年第4期41卷 592-597页

作者：宋三召周靖孙健张诗雨林逍 Zhiwei Hud 胡钧张林娟王建强中国科学院上海应用物理研究所中国科学院微观界面物理与探测重点实验室中国科学院洁净能源创新院中国科学院大学德国马普固体化学物理研究所

析氧反应(oxygen evolutionreaction OER)是电催化分解水、二氧化碳还原、金属-空气电池以及燃料电池等能源转化及存储技术的关键过程,因此被广泛关注和研究.OER过程涉及四个电子转移,是动力学迟滞过程,具有较大的过电位,此外OER催化反... 详细信息

析氧反应(oxygen evolutionreaction OER)是电催化分解水、二氧化碳还原、金属-空气电池以及燃料电池等能源转化及存储技术的关键过程,因此被广泛关注和研究.OER过程涉及四个电子转移,是动力学迟滞过程,具有较大的过电位,此外OER催化反应的同时也可能改变电极表面状态,故其机理的研究十分困难.设计和开发高效OER催化剂材料是提高电解水效率的关键.最近的研究发现反应后催化剂表面会发生重构,进而形成无定形层,该无定形层被认为会改善催化活性.我们的前期研究也发现了表面不饱和配位无定形层的存在,但对于重构机制尚没有明确的解释.本文在上述研究基础上,利用熔盐法合成了一系列具有多孔结构的不同Sr含量的LaCo0.8Fe0.2O3-δ钙钛矿材料,通过电化学装置测试其催化活性,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、比表面积测试(BET)和软硬X射线吸收谱技术等表征手段对其进行了深入探索.XRD测试结果表明,Sr掺杂LaCo0.8Fe0.2O3-δ钙钛矿材料的主峰随着Sr含量增加向低角度偏移,这是由于Sr的离子半径较La的大.SEM和BET测试结果表明,不同Sr含量样品均表现出多孔的钙钛矿结构,并具有相似的比表面积,说明Sr含量变化不影响催化剂的形貌和比表面积.利用硬X射线吸收谱对体相Co和Fe元素的价态进行了研究,发现随着Sr含量的增加,Co和Fe离子的价态没有明显变化.类似地,利用软X射线吸收谱对表面层Co和Fe价态进行的研究发现,Co和Fe均表现出+3价,但在氧元素的K边吸收谱上观察到明显的氧空穴存在.电化学测试结果表明,催化剂的活性随Sr含量增加而增大.总之,随着Sr的掺杂,催化剂形貌及活性元素价态均无明显变化,但样品的电化学性能却发生了明显改善,这意味着尚有其它因素影响催化剂活性.利用HRTEM对OER反应前后的样品进行了形貌分析,发现在OER反应后Sr掺杂的催化剂表面出现了明显的无定形层,而无Sr掺杂的样品反应前后几乎未观察到表面形貌的变化.由此我们推断,Sr掺杂可诱导催化剂表面出现无定形层,进而提高OER反应活性.因此,在LaCo0.8Fe0.2O3-δ钙钛矿材料体系中,Sr掺杂是影响OER催化剂表面重构和制约催化活性的关键.

关键词：熔盐法钙钛矿氧析出反应表面重构氧空穴

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

碳基固体氧化物燃料电池研究进展

洁净煤技术 2024年第1期30卷 239-264页

作者：张伟魏嘉璐 JOSE Antonio Alonso 孙春文中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 Instituto de Ciencia de los Materiales de Madrid CSICCantoblanco-Madrid 28049Spain

随着人们对绿色能源和环境友好型社会需求的日益增长,先进能量转换装置或系统的研发亟待加速,而燃料电池系统被认为是最有希望的未来发电装置。在不同种类的燃料电池中,固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种清洁环保的发电装置,因其独特的... 详细信息

随着人们对绿色能源和环境友好型社会需求的日益增长,先进能量转换装置或系统的研发亟待加速,而燃料电池系统被认为是最有希望的未来发电装置。在不同种类的燃料电池中,固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种清洁环保的发电装置,因其独特的多燃料运行能力及能量转化效率高等优点而前景广阔。然而,传统使用镍-金属陶瓷阳极的SOFCs,在碳氢化合物燃料下运行时,由于燃料的不完全氧化会使阳极产生积碳,从而导致电池性能下降。讨论了碳基SOFC中碳沉积机理和解决阳极积碳的策略,重点介绍了目前广泛研究的具有混合离子-电子导体的双金属-金属陶瓷材料的种类以及研究进展,并总结了双金属-金属陶瓷材料的抗积碳机理,主要表现为降低阳极表面的碳沉积速率以及加速积碳的去除。还介绍了在还原性气氛中,钙钛矿材料中纳米粒子原位偏析的原理,并讨论了原位偏析所形成的纳米颗粒以及其与钙钛矿主体所形成的金属氧化物异质结构在抗积碳阳极中的应用。此外,还探究了多层阳极和单原子催化剂阳极在中温SOFCs中的应用。在燃料电池技术巨大进步的推动下,人们对可用于固定式发电的集成煤气化的燃料电池发电系统(IGFCs)产生了新的兴趣,该系统对于实现煤炭的清洁高效利用具有重要意义,该技术的关键依托于SOFCs的成熟度。最后,总结并指出了碳基SOFCs未来的一些研究方向。

关键词：固体氧化物燃料电池阳极材料碳氢燃料碳沉积整体煤气化燃料电池

Li-CO_2电池机理、催化剂和性能研究进展（英文）

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Chinese Journal of Catalysis 2016年第7期37卷 1016-1024页

作者：李翔杨思勰冯宁宁何平周豪慎南京大学储能材料与技术中心现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心中国江苏南京210093 日本国立产业技术综合研究所能源技术研究所日本茨城县筑波市305-8568

对化石能源依赖所造成的能源安全和环境污染等问题限制了人类社会的可持续发展.Li-CO_2电池能量密度高、原材料成本低廉且结构简单,因而被认为是开发和利用可再生清洁能源的有力技术,在住宅能量存储、电动汽车驱动和智能电网等领域具备... 详细信息

对化石能源依赖所造成的能源安全和环境污染等问题限制了人类社会的可持续发展.Li-CO_2电池能量密度高、原材料成本低廉且结构简单,因而被认为是开发和利用可再生清洁能源的有力技术,在住宅能量存储、电动汽车驱动和智能电网等领域具备良好的应用前景.此外,CO_2等温室气体的大量排放是全球变暖的主要原因,Li-CO_2电池放电时可将空气中的CO_2还原固定,生成的碳材料可用作燃料和化工原料,在资源利用化上提供了新途径.Li-CO_2电池是建立在锂-空气电池的基础上.相比大气中的其他成分,H2O与CO_2对该电池的影响很大.防水膜可以减少水的影响;而在放电过程中,CO_2的存在会生成Li_2CO_3,Li_2CO_3是可以分解的.由此可见,CO_2在可充放的锂电池中作为正极活性成分储能,从而被利用起来.目前Li-CO_2电池至少面临三个问题:(1)电池充放电的机理尚不完全清楚,并且以O2和CO_2混合气为活性气体的机理与以纯CO_2为活性气体的机理是有差别的,Li_2CO_3的生成与分解的机制仍在探索中;(2)电解液的稳定性;(3)寻找高效的正极催化剂材料.本文介绍了Li-CO_2电池的发展历程,讨论了Li-CO_2电池的充放电机理、电解液的影响以及正极催化材料的选取等.综述了活性气体为纯CO_2和CO_2-O2混合气时机理的差别,以及CO_2/O2混合比对电池性能的影响.选取电解液应考虑其粘度和介电性.高效能的正极催化材料大多具有高导电性、多孔结构和大的比表面积等特点.而温度也是影响Li-CO_2电池性能的因素之一.虽然Li-CO_2电池的概念相对较新,但可实现CO_2在能源储存与转化领域中的应用,并为Li-O2电池向锂空气电池飞跃提供了重要参考.本文以如何提高正极材料的催化性能和Li_2CO_3的生成和分解机理为重点,总结了正极材料所具有的导电性、比表面积、特殊结构等特点,以及相关机理.

关键词：锂-二氧化碳电池正极反应机理催化剂设计固碳