發(fā)布時間：2023-03-05 10:47

　　固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一種以電化學反應的方式將燃料的化學能直接轉化為電能的新型發(fā)電技術。SOFC不受卡諾循環(huán)的限制,發(fā)電效率較高,總的發(fā)電轉換率可達到50%⁶0%,如果采用熱電聯(lián)供(Combined Heat and Power,CHP),總效率可達80%以上。為滿足某公司的項目要求,論文針對2kW CE-1801型SOFC發(fā)電系統(tǒng)的相關內容進行研究。參照最新行業(yè)標準IEC 62282(國際電工委員會標準)及SOFC的基本理論,論文給出了2kW CE-1801型SOFC發(fā)電系統(tǒng)的工作流程圖以及整體系統(tǒng)的架構圖。SOFC發(fā)電系統(tǒng)包括燃料處理模塊、熱處理及換熱模塊、電堆發(fā)電模塊、電能輸出模塊和電氣控制模塊等,論文分別對各個模塊進行了簡單介紹,對發(fā)電模塊中的電堆設計、布局和電堆底座氣道孔的設計進行了詳細介紹。電堆是SOFC發(fā)電系統(tǒng)的核心部件,論文設計了兩種理念完全不同的平板式SOFC電堆結構。第一種電堆利用二三孔金屬板結構將電池片陰陽極的空氣和燃料隔離開,此結構沒有氣道組占用陰陽極的反應區(qū)域,增大了電化學的反應面積。...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來源及主要研究內容
    1.4 本章小結
第二章 固體氧化物燃料電池簡介
    2.1 SOFC的工作原理
    2.2 SOFC電池片簡介
        2.2.1 SOFC電池片陽極
        2.2.2 SOFC電池片陰極
        2.2.3 SOFC電池片的電解質
    2.3 燃料電池分類
        2.3.1 堿性燃料電池(AFC)
        2.3.2 磷酸燃料電池(PAFC)
        2.3.3 熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)
        2.3.4 質子交換膜燃料電池(PEMFC)
        2.3.5 固體氧化物燃料電池(SOFC)
    2.4 SOFC的基本理論
        2.4.1 SOFC電動勢
        2.4.2 燃料電池的效率
        2.4.3 燃料電池的工作電壓
    2.5 SOFC的極化損失
        2.5.1 活化極化
        2.5.2 歐姆極化
        2.5.3 濃差極化
    2.6 本章小結
第三章 2kW CE-1801型SOFC發(fā)電系統(tǒng)的整體架構設計
    3.1 2kW CE-1801型SOFC發(fā)電系統(tǒng)的技術要求及工作流程圖
    3.2 SOFC的組成部分
        3.2.1 燃料處理模塊
        3.2.2 熱處理及換熱模塊
        3.2.3 電堆發(fā)電模塊
        3.2.4 電能輸出模塊
        3.2.5 電氣控制模塊
        3.2.6 SOFC發(fā)電系統(tǒng)的其他組件
    3.3 本章小結
第四章 平板式SOFC電堆的結構設計
    4.1 平板式SOFC電堆結構的技術要求
    4.2 二三孔金屬板電堆的結構設計
        4.2.1 電堆結構的整體布局設計
        4.2.2 電堆的陽極結構
        4.2.3 電堆的陰極結構
    4.3 雙極板電堆的結構設計
        4.3.1 電堆結構的整體布局設計
        4.3.2 電堆內部的結構設計
    4.4 本章小結
第五章 平板式SOFC電堆氣道的分析與優(yōu)化
    5.1 SOFC電堆氣道優(yōu)化的意義
    5.2 仿真分析中的相關計算
        5.2.1 邊界條件的相關計算
        5.2.2 流動模型的相關計算
    5.3 雙極板氣道的仿真分析與優(yōu)化
        5.3.1 正交試驗設計
        5.3.2 流域模型的準備
        5.3.3 流域模型的導入和設置
        5.3.4 生成網(wǎng)格
        5.3.5 設置邊界條件
        5.3.6 求解計算
        5.3.7 仿真結果及分析
    5.4 二三孔電堆氣道的仿真分析
        5.4.1 初始條件設置
        5.4.2 網(wǎng)格劃分處理
        5.4.3 設置邊界條件
        5.4.4 求解及仿真分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
致謝



本文編號：3756049