碳燃料電池是直接將固體碳化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。它具有能量轉(zhuǎn)換效率高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合型碳燃料電池是近年來(lái)具有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N碳燃料電池,極大地改善了碳燃料與陽(yáng)極的接觸狀態(tài)和輸運(yùn)特性,提高了碳燃料的轉(zhuǎn)化速率和電化學(xué)性能,同時(shí)避免了熔融碳酸鹽電池陰極材料腐蝕和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化等問(wèn)題。目前,復(fù)合型碳燃料電池的碳燃料和碳酸鹽反應(yīng)特性還沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的掌握,尤其是陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)的模式還有待進(jìn)一步探尋。同時(shí)各種參數(shù)對(duì)復(fù)合型碳燃料電池的性能影響程度也沒(méi)有明確的結(jié)論,其次金屬和金屬氧化物等雜質(zhì)相的影響還需進(jìn)一步評(píng)估。在此基礎(chǔ)上,本文主要開(kāi)展了以下工作:（1）通過(guò)對(duì)石墨、碳黑、活性炭、炭化木屑和木屑五種碳燃料結(jié)晶程度、熱穩(wěn)定性、比表面積、表面官能團(tuán)、顆粒大小物理化學(xué)性質(zhì)表征,發(fā)現(xiàn)結(jié)晶程度越差,熱穩(wěn)定性越低,表面官能團(tuán)越多的碳燃料電化學(xué)性能更佳;比表面積和碳顆粒大小有一定影響。其中,電化學(xué)活性順序?yàn)?木屑>炭化木屑>活性炭>碳黑>石墨。750°C下,20 wt%木屑獲得了789 mWcm^-2的最佳性能輸出。炭化木屑和純木屑電化學(xué)機(jī)理表明,炭化木屑的電學(xué)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：182 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)

圖 1-2 直接碳燃料電池工作示意圖Fig. 1-2 A schematic diagram of DCFC體氧化物燃料電池（SolidOxideFuelCell，SOFC）時(shí)，以生的電化學(xué)反應(yīng)為：22C 2 O CO 4e + → + 2C O CO 2e + → + 22CO 2O 2C O 4e + → + 極的電化學(xué)反應(yīng)為：22O 4e 2O + → 為：C + O → CO

1.1.2 碳燃料電池分類與發(fā)展傳統(tǒng)燃料電池按電解質(zhì)分類，可分為堿性燃料電池（Alkaline Fuel Cell ，AFC）、磷酸燃料電池（PhosphoricAcidFuelCell，PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton ExchangeMembraneFuelCell，PEMFC）和固體氧化物燃料電池。區(qū)別于氣體、液體燃料，由于固體碳的特性，有些傳統(tǒng)的燃料電池不適用使用固體碳，同時(shí)研究人員設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出新型的碳燃料電池。按電解質(zhì)分類，主要分為（1）以氫氧化物水溶液為電解質(zhì)（AH-CFC，Aqueoushydroxide）、（2）以熔融氫氧化物為電解質(zhì)（MH-CFC，Moltenhydroxide）、（3）以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)（MC-CFC，Moltencarbonate）（4）以固體氧化物為電解質(zhì)（SO-CFC，Solidoxide）、（5）熔融碳酸鹽（或液態(tài)金屬）為陽(yáng)極的固體氧化物復(fù)合型 CFC。


本文編號(hào)：2898260