本文選題：燃料電池 + 熱力學(xué)模型�。� 參考：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：如何通過(guò)清潔、有效和環(huán)保的手段來(lái)產(chǎn)生能源是當(dāng)今科學(xué)家面臨的主要挑戰(zhàn)。燃料電池是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的能源裝置。相比于傳統(tǒng)熱機(jī),燃料電池不需要燃燒,且不受卡諾循環(huán)約束。這就使得燃料電池不僅綠色環(huán)保而且可以獲得更高的發(fā)電效率。燃料電池的靜態(tài)性質(zhì)也意味著安靜的運(yùn)行沒(méi)有噪音或振動(dòng)。燃料電池不僅可作為小型電子產(chǎn)品的電池,而且可以用來(lái)作為集中的供電系統(tǒng)。總之燃料電池提供更清潔,更有效,可能是最靈活的化學(xué)與電能轉(zhuǎn)換受到各個(gè)國(guó)家重視。本篇碩士論文圍繞建立一個(gè)普適的熱力學(xué)模型來(lái)計(jì)算不同燃料不同條件下的最大電效率展開(kāi)。本篇碩士論文共分為四章。各個(gè)章節(jié)的主要內(nèi)容如下:第一章首先介紹燃料電池的研究背景、分類和燃料電池的發(fā)展歷史,然后講述燃料電池的基本原理,最后總結(jié)了固體氧化物燃料電池(SOFC)的結(jié)構(gòu)和材料。第二章首先從化學(xué)平衡態(tài)開(kāi)始介紹了碳?xì)淙剂系闹卣磻?yīng),擬合了各個(gè)熱力學(xué)量的多項(xiàng)式展開(kāi)系數(shù),并且計(jì)算了甲烷的重整反應(yīng)。第三章基于自熱維持熱力學(xué)模型推導(dǎo)出碳?xì)淙剂想姵刈畲箅娦实慕馕霰磉_(dá)式,并通過(guò)計(jì)算以甲烷和丙烷為燃料的燃料電池在不同運(yùn)行條件下可獲得的最大電效率,分析燃料利用率、溫度、水碳比、熱交換效率對(duì)電效率的影響。第四章對(duì)整篇論文進(jìn)行總結(jié)。
[Abstract]:How to generate energy through clean, efficient and environmental means is a major challenge for scientists today.Fuel cell is an energy device that converts the chemical energy of fuel directly into electric energy.Compared with conventional heat engines, fuel cells do not require combustion and are not constrained by the Carnot cycle.This makes fuel cells not only environmentally friendly but also more efficient at generating electricity.The static nature of the fuel cell also means that there is no noise or vibration in quiet operation.Fuel cells can be used not only as batteries for small electronic products, but also as centralized power supply systems.In short, fuel cells provide cleaner, more efficient, and perhaps the most flexible chemical and electrical conversion among countries.In this thesis, a universal thermodynamic model is established to calculate the maximum electrical efficiency under different fuel conditions.This thesis is divided into four chapters.The main contents of each chapter are as follows: the first chapter introduces the research background, classification and development history of fuel cell, and then describes the basic principle of fuel cell.Finally, the structure and materials of solid oxide fuel cell (SOFC) are summarized.In the second chapter, the reforming reaction of hydrocarbon fuel is introduced from the chemical equilibrium state, the polynomial expansion coefficients of each thermodynamic quantity are fitted, and the reforming reaction of methane is calculated.In chapter 3, the analytical expression of the maximum electric efficiency of hydrocarbon fuel cell is derived based on the thermodynamic model of self-heating maintenance, and the maximum electric efficiency of the fuel cell using methane and propane as fuel under different operating conditions is calculated.The effects of fuel utilization, temperature, water / carbon ratio and heat exchange efficiency on electric efficiency are analyzed.Chapter four summarizes the whole thesis.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM911.4

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本文編號(hào)：1733493