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固体氧化物燃料电池性能的对比分析开题报告

时间:2022-11-07 22:05来源:毕业论文
中国的能源蕴藏量位居世界前列,同时也是世界第二大能源生产国与消费国。能源作为新世纪发展的动力,是制约经济发展的重要因素,这关系着一个国家的经济安全和国家安全。在过
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中国的能源蕴藏量位居世界前列,同时也是世界第二大能源生产国与消费国。能源作为新世纪发展的动力,是制约经济发展的重要因素,这关系着一个国家的经济安全和国家安全。在过去近100年中,由于煤、石油、天然气等传统能源占据着主要地位。而由于20世纪中叶以前,人类对能源影响环境的严重性没有给予足够的重视,导致了温室气体的急剧增加,极端气候增加,酸雨区增多等,严重影响了人类的生存环境和日常生活质量。86037

燃料电池是一种电化学的发电装置。它不同于常规意义上的电池。 其主要原理是:燃料电池等温地按电化学方式直接将化学能转化为电能。它不经过热机过程,因此不受卡诺循环的限制,能量转化效率高(40-60%);几乎不产生NOx和SOx的排放。而且,CO2的排放量也比常规发电厂减少40%以上。正是由于这些突出的优越性,燃料电池技术的研究和开发倍受各国政府与大公司的重视,被认为是21世纪首选的洁净、高效的发电技术 它工作时氧化剂和还原剂可以不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池,把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能,具有能量转化率高。此外,燃料电池原理是电化学原理,所以它的工作特性又与原电池有共性。实际上我们可以得出燃料电池结合了内燃机和电池的优点。更令人高兴的是因为燃料电池直接把化学能转换为电能,所以它的内效率远远高于内燃机。另一方面燃料电池由于可以做成全固态机械结构,这样的结构具有高可靠性较长的寿命。而且由于其部件都是静止的,化学电池工作时非常安静,其污染排放物也可以忽略不计。

国内研究进展

1上海硅酸盐研究所

中国科学院上海硅酸盐研究所是我国最早开展SOFC研究的科研机构,以王绍荣教授和占忠亮教授为首的燃料电池研究组,从20世纪90年代就开始从事清洁高效SOFC发电技术的工程化研究,其研究得到了科技部国家高技术研究发展计划(863 计划)的长期重点支持,承担了国家项目固体氧化物燃料电池关键材料、5kW固体氧化物燃料电池技术、1kW平板型固体氧化物燃料电池堆课题、2kW固体氧化物燃料电池系统。经过20年的积累,中国科学院上海硅酸盐研究所燃料电池研究组在SOFC 发电技术的关键材料、关键部件以及电池堆设计、组装、控制和运行等方面积累了丰富的经验,形成了具有自主知识产权的独立技术体系。目前向外提供阳极和电解制膜片,单电池(PEN)片,8YSZ片,SSZ片,LSM、LSCF阴极粉体,多孔氧化铝压板,单电池测试及密封装置等系列产品。

2宁波材料所

    宁波材料所是目前国内最大的固体氧化物燃料电池研发机构,其燃料电池事业部系统设计与集成组是一支跨专业综合性的团队,有着多年的SOFC粉末、单电池、电堆等相关产品的研发和生产经验,其数百家客户遍及北美、欧洲、亚洲等国家和地区,先后承担了1家美国公司1kW发电与测试系统、文莱某大学1kW发电与测试系统、华电集团半山电厂5kW实地演示系统等项目。研发团队在不断提高产品性能的同时,继续以低廉的价格,面向全球,提供高功率密度、高燃料利用率、高机械强度的单电池。建立了中国第1条平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)单电池中试实验生产线,生产面积为1010cm2~1515cm2的单电池,年产能达到20000片,该单电池最大功率在850℃达到90W,在750℃达到50W(活性面积1010cm2)。

3清华大学

    清华大学核能与新能源技术研究院以毛宗强教授为首的燃料电池课题组于1994 年以来,就致力于燃料电池相关领域的关键原材料、核心部件、系统集成、过程监控的应用基础研究与工程开发,是我国较早从事燃料电池技术相关研究的团体之一。在质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和中低温固体氧化物燃料电池方向开展了大量的研发工作,取得了丰硕成果。从2003 年开始研究低温SOFC,在SOFC材料(包括电解质、阴极、阳极和密封材料)和新工艺开发、电堆结构设计方面做了大量工作,取得了一些阶段性成果。通过对SDC-碳酸盐复合电解质材料的组成优化,制备的单电池在400~600℃ 的低温范围内功率密度达到300~1100mW/cm2;采用一体化热压新工艺制备出耐热循环、机械强度高的单电池片(直径20mm),在500~600℃ 稳定运行90h,性能无明显衰减 固体氧化物燃料电池性能的对比分析开题报告:http://www.youerw.com/kaiti/lunwen_101788.html

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