本文選題：固體氧化物燃料電池 + 管式��； 參考：《華南理工大學》2011年碩士論文

【摘要】：固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種新型的發(fā)電裝置,具有能量轉化效率高,環(huán)境污染低等優(yōu)點,引起了科學家們的廣泛關注。管式SOFC具有高機械強度、高抗熱沖擊性能、簡化的密封技術、高模塊化集成性能等特點,是最接近商業(yè)化的SOFC發(fā)電技術。但是,其昂貴的制作、組裝和運行成本,依然嚴重制約著它的廣泛應用。本論文選用浸漬法這種成本低廉、操作簡便的工藝,分別制備了管式陽極支撐SOFC、錐管式陽極支撐SOFC和PSZ多孔陶瓷支撐SOFCs,并在此基礎上對電池進行組裝、測試和分析研究。 采用浸漬法制備錐管狀陽極支撐SOFC,并組裝三節(jié)串聯和五節(jié)串聯的錐管狀陽極支撐SOFC電堆然后分別進行測試。以氫氣為燃料,三節(jié)串聯電堆在800°C下最大功率密度為176mW/cm~2,開路電壓為2.46V,五節(jié)串聯電堆在750°C下最大功率密度為0.69W/cm~2,開路電壓為4.36V,兩個電堆測試表明,電堆的密封工藝以及電池材料的穩(wěn)定性能是制約電堆性能的重要因素。 采用浸漬法依次制備了較短和較長的管式陽極支撐固體氧化物燃料電池,以氫氣為燃料,空氣為氧化劑對電池進行測試,結果表明,隨著電池長度的增加,電池電阻明顯增大,輸出性能也隨之下降,表明當管長較長時,陽極側較長的電荷傳遞路徑產生的阻抗已經明顯影響了電池的性能,本文采用制備陽極電荷收集器成功的解決了這一問題。采用浸漬法制備了3節(jié)串聯的PSZ多孔陶瓷支撐SOFC,以氫氣為燃料,空氣為氧化劑對電池組及每個單電池在各個溫度下的輸出性能進行測試,單電池在800°C下開路電壓在0.9V-1.0V附近,最大電流密度約為150mA/cm~2。由于電池組中一個單電池性能較差,因此3電池串聯性能不佳。將兩個較好的電池串聯后,電池組的最大電流密度約為75 mA/cm~2,開路電壓也達到較為理想的1.8V左右。
[Abstract]:Solid oxide fuel cell (SOFC) is a new type of power generation device, which has the advantages of high energy conversion efficiency and low environmental pollution. Tubular SOFC has the characteristics of high mechanical strength, high thermal shock resistance, simplified sealing technology and high modular integrated performance, so it is the closest to commercial SOFC power generation technology. However, its expensive production, assembly and operation costs still seriously restrict its wide application. In this paper, the tubular anode support SOFC, the cone-tube anode support SOFC and the PSZ porous ceramic support SOFCswere prepared by using the impregnation method, which is a low-cost and simple process. On this basis, the battery was assembled, tested and analyzed. SOFCs supported by tapered tubular anodes were prepared by impregnation method. The SOFC stacks with three series and five series were assembled and tested respectively. Using hydrogen as fuel, the maximum power density of three series stack is 176 MW / cm ~ (-2) at 800 擄C, the open circuit voltage is 2.46 V, the maximum power density of five series stack is 0.69 W / cm ~ (2) and the open circuit voltage is 4.36 V at 750 擄C. The sealing process of the stack and the stability of the battery material are the important factors that restrict the performance of the stack. A short and long tubular anode supported solid oxide fuel cell was prepared by impregnation method. Hydrogen as fuel and air as oxidant were used to test the battery. The results showed that the resistance of the cell increased obviously with the increase of battery length. The output performance also decreases, which indicates that the impedance generated by the long charge transfer path on the anode side has obviously affected the performance of the battery when the tube length is longer. This problem has been solved successfully by the fabrication of the anode charge collector in this paper. The SOFCs supported by PSZ porous ceramics in series were prepared by impregnation method. The output properties of the battery pack and each single cell at various temperatures were tested with hydrogen as fuel and air as oxidant. The open circuit voltage of single cell was about 0.9V-1.0V at 800 擄C. The maximum current density is about 150 Ma / cm ~ 2. Because of the poor performance of a single cell in the battery pack, the series performance of the third cell is not good. The maximum current density of the two better cells is about 75 Ma / cm ~ (2), and the open circuit voltage is about 1.8 V.
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TM911.4

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