本文關鍵詞：甲烷固體氧化物燃料電池研究

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【摘要】：固體氧化物燃料電池(SOFC)是污染低的新型能源技術,近些年來發(fā)展迅速,成果頗豐。SOFC技術中電解質(zhì)、電極等關鍵材料的核心技術已經(jīng)突破。但其整體性能的優(yōu)化仍需進一步深入研究。除氫氣外,各類碳基燃料也可以用作其燃料。由于碳基燃料比氫氣更易獲得且儲量豐富,在高溫時具有較高的熱力學效率。因此發(fā)展碳基燃料SOFC很有必要。實驗方法是驗證和改善SOFC性能的重要途徑。但理論推導和仿真模擬以其成本低且效率高的優(yōu)勢對推動SOFC技術的發(fā)展有重要意義。本文主要以文獻整理、理論分析、實驗結(jié)果對比對以甲烷(CH4)為燃料的SOFC進行討論研究。主要包括以下幾部分內(nèi)容：(1)首先介紹能源使用現(xiàn)狀以及發(fā)展過程,介紹SOFC的基本原理和意義和相關的一些理論。簡要介紹SOFC理論模擬所需要的部分簡單物理場理論和模擬所需方程。(2)綜述以CH4為燃料的SOFC發(fā)展現(xiàn)狀與研究方向,現(xiàn)有發(fā)展方向之成果。所面臨的積碳、催化劑性能退化、反應速率表達差異等問題。(3)綜述甲烷重整反應速率(SMR)相關問題,整理各方面已有結(jié)果,對存在差異的問題情況分析。(4)針對SMR問題,結(jié)合不同實驗數(shù)據(jù)結(jié)果,基于合理假設提出一個能滿足多數(shù)實驗結(jié)果的反應速率表達式并檢驗,并據(jù)此分析已有結(jié)論差距的部分原因。(5)對所做工作總結(jié)。
【關鍵詞】：甲烷 固體氧化物燃料電池 重整反應速率 理論模擬
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM911.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 固體氧化物燃料電池簡介10-22
• 1.1 燃料電池與能源10-13
• 1.2 固體氧化物燃料電池13-14
• 1.3 SOFC的熱力學原理14-17
• 1.4 SOFC電極的反應動力學17-19
• 1.5 SOFC數(shù)學模型部分理論基礎19-22
• 第二章 以甲烷為燃料的SOFC研究22-40
• 2.1 材料與催化劑選擇24-35
• 2.1.1 極催化劑24-31
• 2.1.2 電解質(zhì)和陰極材料31-33
• 2.1.3 其他材料及材料制備方法33-35
• 2.2 相關研究進展35-40
• 第三章 甲烷重整反應速率研究綜述40-50
• 3.1 甲烷重整反應40-42
• 3.2 反應動力學42-45
• 3.3 實驗經(jīng)驗速率45-48
• 3.4 研究進展48-50
• 第四章 適用性強的SMR速率公式50-61
• 4.1 基于合理假設的速率推導50-52
• 4.2 結(jié)果檢驗52-56
• 4.3 分析討論56-61
• 總結(jié)61-62
• 參考文獻62-67
• 致謝67-68
• 在讀期間待發(fā)表科研成果68

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本文編號：901185