隨著氫燃料電池技術(shù)的不斷發(fā)展,以氫燃料電池為動力的新能源汽車和無人機等產(chǎn)業(yè)也迅速興起。然而,氫燃料電池在這些移動場合的應(yīng)用,嚴重受制于移動供氫技術(shù)的發(fā)展。采用液態(tài)低碳醇作為氫源載體,并在移動設(shè)備中實現(xiàn)快速高效的現(xiàn)場重整制氫,則有望在氫燃料電池移動氫源問題上實現(xiàn)突破。制氫微反應(yīng)器作為現(xiàn)場重整制氫系統(tǒng)的核心部件之一,需要滿足動態(tài)響應(yīng)快、功率密度高等要求。因此,為了提高制氫微反應(yīng)器的體積功率密度與能量效率,需要設(shè)計一種比表面積大、傳熱傳質(zhì)速率高、催化劑涂覆性能好的制氫微反應(yīng)器新結(jié)構(gòu),并對制氫微反應(yīng)器的制氫性能與結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行研究。為此,本論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“表面多孔化微通道跨尺度結(jié)構(gòu)的粉末分層半固態(tài)燒結(jié)溶解制造方法研究”（資助號:51575482）、NSFC-浙江省兩化融合聯(lián)合基金項目“多孔金屬-波紋基板層疊型自熱重整制氫微反應(yīng)設(shè)計與制造基礎(chǔ)研究”（資助號:U1809220）和浙江省自然科學(xué)基金杰出青年項目“層疊自熱型醇類制氫微重整器反應(yīng)載體的熱耦合設(shè)計及多尺度制造”（資助號:LR14E050002）,采用理論建模、數(shù)值模擬與實驗研究相結(jié)合的方法,開展了表面多孔微通道制氫反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１氫燃料電池的應(yīng)用：（ａ）氫燃料電池汽車，（ｂ）氫燃料電池有軌電車，（ｃ）氫燃料電池無人機，??（ｄ）燃料電池市場規(guī)模預(yù)測??１??

運輸便捷等突出優(yōu)勢。若能夠采用液態(tài)低碳醇作為氫源載體，并在移動設(shè)備中實現(xiàn)快速高??效的現(xiàn)場重整制氫，則有望在氫燃料電池移動氫源問題上實現(xiàn)突破。低碳醇現(xiàn)場重整制氫??－燃料電池發(fā)電系統(tǒng)示意圖和關(guān)鍵部件如圖１．２所示。??＇＇?＂！．?＝＝＝＝＝??：１?＇「一?ｆＥｚＺｈ??＿＂■■■■．…＿＿？？？－???????＊?????ｉ??ｎｐ；＇?—Ｈｉ—?Ｌ：．—??一?＇?：?ｄ?〇ｐｔ，ｏｎ３ｌ?—?Ｉ??；?ｓ＇ｉ，：－?．．．．?一７＾：…：．．ｎ±｜??ｆ?ｖ?．翻｜?；７蘭：．、：．??＾￣－「．Ａｎｏ＊?！￣Ｈ??疆、ｒ?．一＇「：一［＾?：?一５：」??圖１．２低碳醇現(xiàn)場重整制氫－燃料電池發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵部件及其系統(tǒng)組成：（ａ）催化劑載體，（ｂ）重整制??氫微反應(yīng)器，（Ｃ）現(xiàn)場重整制氫－燃料電池發(fā)電系統(tǒng)??重整制氫微反應(yīng)器作為現(xiàn)場重整制氫系統(tǒng)的核心部件之一，需要滿足動態(tài)響應(yīng)快、功??率密度高等要求。現(xiàn)有的重整制氫微反應(yīng)器通常有微通道式［４４］、徵凸臺陣列式［７４（）］以及多??孔材料式［１１＿１６］制氫微反應(yīng)器，如圖１．３所示。其中，微通道式和微凸臺陣列式制氫微反應(yīng)??器具有壓降小、流動均勻穩(wěn)定等優(yōu)勢，但比表面積較小，通道表面較為光滑，催化劑涂覆??強度低

ＷｐＰ?’Ｉ－?．．．??ｍｍ－＾?ｍ??圖１．３常見的三種催化劑載體結(jié)構(gòu)：⑷多孔金屬式Ｉ＇?（ｂ）微通道式Ｒ?（Ｃ）微凸臺陣列式�。�！??參腦??圖１．４表面多孔微通道催化劑載體結(jié)構(gòu)??本學(xué)位論文在國家自然科學(xué)基金面上項目“表面多孔化微通道跨尺度結(jié)構(gòu)的粉末分層??半固態(tài)燒結(jié)溶解制造方法研究’’（資助號：５１５７５４８２）、ＮＳＦＣ－浙江省兩化融合聯(lián)合基金??項目“多孔金屬－波紋基板層疊型自熱重整制氫微反應(yīng)設(shè)計與制造基礎(chǔ)研究”（資助號：??Ｕ１８０９２２０）和浙江省自然科學(xué)基金杰出青年項目“層疊自熱型醇類制氫微重整器反應(yīng)載體??的熱耦合設(shè)計及多尺度制造”（資助號：ＬＲ１４Ｅ０５０００２）的資助下，結(jié)合現(xiàn)有微通道式和??多孔材料式制氫微反應(yīng)器的優(yōu)勢，設(shè)計了一種表面多孔徵通道制氫反應(yīng)器，并基于粉末成??形技術(shù)提出一種分層粉末燒結(jié)溶解制造工藝，實現(xiàn)表面多孔微通道催化劑載體跨尺度結(jié)構(gòu)??的一次成形。采用理論分析、數(shù)值模擬與實驗研究相結(jié)合的方式，對表面多孔微通道制氫??反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝與制氫性能等問題展開研究。研究成果對于解決高能量密度??重整制氫微反應(yīng)器系統(tǒng)的設(shè)計與制造等科學(xué)技術(shù)問題提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，有助于??促進我國制氫微反應(yīng)器、燃料電池、新能源汽車等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。??３??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3441722