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《华南理工大学》 2011年
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浸渍法制备管式固体氧化物燃料电池

王传岭  
【摘要】:固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种新型的发电装置,具有能量转化效率高,环境污染低等优点,引起了科学家们的广泛关注。管式SOFC具有高机械强度、高抗热冲击性能、简化的密封技术、高模块化集成性能等特点,是最接近商业化的SOFC发电技术。但是,其昂贵的制作、组装和运行成本,依然严重制约着它的广泛应用。本论文选用浸渍法这种成本低廉、操作简便的工艺,分别制备了管式阳极支撑SOFC、锥管式阳极支撑SOFC和PSZ多孔陶瓷支撑SOFCs,并在此基础上对电池进行组装、测试和分析研究。 采用浸渍法制备锥管状阳极支撑SOFC,并组装三节串联和五节串联的锥管状阳极支撑SOFC电堆然后分别进行测试。以氢气为燃料,三节串联电堆在800°C下最大功率密度为176mW/cm~2,开路电压为2.46V,五节串联电堆在750°C下最大功率密度为0.69W/cm~2,开路电压为4.36V,两个电堆测试表明,电堆的密封工艺以及电池材料的稳定性能是制约电堆性能的重要因素。 采用浸渍法依次制备了较短和较长的管式阳极支撑固体氧化物燃料电池,以氢气为燃料,空气为氧化剂对电池进行测试,结果表明,随着电池长度的增加,电池电阻明显增大,输出性能也随之下降,表明当管长较长时,阳极侧较长的电荷传递路径产生的阻抗已经明显影响了电池的性能,本文采用制备阳极电荷收集器成功的解决了这一问题。采用浸渍法制备了3节串联的PSZ多孔陶瓷支撑SOFC,以氢气为燃料,空气为氧化剂对电池组及每个单电池在各个温度下的输出性能进行测试,单电池在800°C下开路电压在0.9V-1.0V附近,最大电流密度约为150mA/cm~2。由于电池组中一个单电池性能较差,因此3电池串联性能不佳。将两个较好的电池串联后,电池组的最大电流密度约为75 mA/cm~2,开路电压也达到较为理想的1.8V左右。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM911.4

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