燃料電池將儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,效率高,排放低,是替代傳統(tǒng)燃燒發(fā)電技術(shù)的新一代技術(shù)。與其他類型的燃料電池相比,直接碳燃料電池(Direct Carbon Fuel Cells,DCFCs)具有最高的理論能量轉(zhuǎn)化效率(100%),同時(shí)固體碳燃料來源廣泛,應(yīng)用潛力巨大。生物質(zhì)能是一類重要的碳中性、可再生能源。生物質(zhì)炭是生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物之一,將生物質(zhì)炭直接用作DCFCs的燃料,對高效潔凈的利用生物質(zhì)炭、緩解能源短缺有重要意義。直接以生物質(zhì)炭為燃料時(shí),Boudouard氣化反應(yīng)是制約DCFCs發(fā)電性能的關(guān)鍵因素之一。生物質(zhì)炭天然所含有的金屬元素,如對植物的光合作用和其他代謝過程至關(guān)重要的K、Ca、Mg和Fe等,通常對碳燃料的Boudouard氣化反應(yīng)也具有較高催化活性。本論文通過比較竹炭(BC)、脫灰竹炭(DC)和活化竹炭(AC)的Boudouard氣化性能及電池的電化學(xué)性能,研究了直接利用竹炭(BC)作為直接碳固體氧化物燃料電池(Direct Carbon Solid Oxide Fuel Cells,SO-DCFCs)燃料的可行性。結(jié)果表明,BC的內(nèi)稟金屬元素在增強(qiáng)其Bou...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 固體氧化物燃料電池(SOFCs)
        1.2.1 SOFCs的工作原理
        1.2.2 SOFCs的特點(diǎn)
    1.3 直接碳固體氧化物燃料電池(SO-DCFCs)
        1.3.1 SO-DCFCs的工作原理
        1.3.2 SO-DCFCs的燃料
        1.3.3 SO-DCFCs的前景與挑戰(zhàn)
    1.4 生物質(zhì)炭的制備、活化及其理化性質(zhì)
        1.4.1 生物質(zhì)炭的制備
        1.4.2 生物質(zhì)炭的活化
        1.4.3 生物質(zhì)炭的物理化學(xué)性質(zhì)
    1.5 研究思路、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.5.1 研究思路及研究內(nèi)容
        1.5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 電池電性能測試裝置
        2.3.1 電池的制備
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖
    2.4 碳材料研究與表征方法
        2.4.1 X-射線衍射
        2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.3 氣體吸附分析
        2.4.4 紅外光譜
        2.4.5 拉曼光譜
        2.4.6 碳燃料的Boudouard反應(yīng)性評價(jià)
第三章 竹炭為燃料的固體氧化物燃料電池研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 竹炭的制備
        3.2.2 脫灰竹炭的制備
        3.2.3 活化竹炭的制備
        3.2.4 催化劑的擔(dān)載
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 碳燃料的理化性質(zhì)分析
        3.3.2 Boudouard氣化反應(yīng)性評價(jià)
        3.3.3 燃料電池的電化學(xué)性能
        3.3.4 碳燃料的轉(zhuǎn)化率
    3.4 小結(jié)
第四章 核桃殼炭及其活化炭為燃料的SOFCs研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 核桃殼粉的制備
        4.2.2 核桃殼炭的制備
        4.2.3 KOH活化炭的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 碳燃料的理化性質(zhì)
        4.3.2 核桃殼炭的Boudouard氣化反應(yīng)性能
        4.3.3 核桃殼炭的電化學(xué)性能
        4.3.4 燃料轉(zhuǎn)化率測試
    4.4 小結(jié)
第五章 柚子皮炭為燃料的固體氧化物燃料電池研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 柚子皮炭的制備
    5.3 結(jié)果和討論
        5.3.1 碳燃料理化性質(zhì)分析
        5.3.2 碳燃料的氣化反應(yīng)性
        5.3.3 燃料電池的功率輸出
        5.3.4 燃料電池的穩(wěn)定性
    5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
個(gè)人簡況及聯(lián)系方式



本文編號(hào)：3853606