不同方法制备的NiO在碳酸盐中的溶解度测定

NiO在碳酸盐中的微量溶解,会造成电池内部的短路,是熔融碳酸盐燃料电池实用化须要解决的关键问题。用两种不同原料Ni(OH)2和羰基Ni粉,通过在熔融碳酸盐中现场氧化和在空气中高温氧化两种不同方法制备了NiO电极,用扫描电镜(SEM)测定了其形貌,并且用电感耦合等离子体(ICP)方法测量了所制备的NiO在熔融碳酸盐中的溶解度。结果表明,虽然制备的方法不同导致结构形貌的差异,但在熔融碳酸盐中的溶解度基本相同,影响NiO溶解度的主要因素是碳酸盐的酸碱度。相同的试样,在(53%Li 47%Na)CO3(摩尔百分数,下同)中的溶解度仅为(62%Li 38%K)CO3中的一半。     

熔融碳酸盐燃料电池阴极降解实验研究

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种具有清洁、发电效率高等优点的新型发电技术,但运行过程中阴极的溶解影响了电池的寿命。通过对运行后的熔融碳酸盐燃料电池阴极材料氧化镍(NiO)进行扫描电镜(SEM),能量散射光谱(EDS)分析,结果表明,阴极氧化镍(NiO)中发生了溶解并伴有镍(Ni)的沉淀析出,在多孔阴极材料表面观察到有细小的针孔。二氧化碳浓度的提高导致阴极NiO的溶解和Ni的沉淀析出,造成电池发生了镍短路和功率降低,并对熔融碳酸盐燃料电池运行过程中阴极溶解的机理进行了分析和讨论。     

熔融碳酸盐燃料电池阴极的研究进展

综述了熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)多孔阴极结构及其新材料的研究进展 ,介绍了多种能够有效改善阴极稳定性、延长MCFC寿命的新技术。以Li Na碳酸盐电解质代替传统的Li K体系或用碱土元素对NiO阴极进行改性 ,能够显著降低镍在电解质中的溶解性。所开发的LiCoO2 和LiFeO2 LiCoO2 NiO复合物等新型阴极材料具有与NiO相当的电化学活性而较低的溶解性。作为一种新型结构技术 ,在阴极和电解质隔膜之间或在电解质隔膜中 ,设置一层金属膜 ,能够有效阻断阴极溶解组分向阳极的扩散 ,避免电池内部短路危险 ,延长电池寿命     

熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）本体性能

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC:molten carbonate fuel cell)的电解质通常为Li2CO3与K2CO3或Li2CO3与Na2CO3的混合盐.在电池的工作状态下,熔融碳酸盐溶液在微孔的LiAlO2上完全浸渍.使得整个隔膜材料既导电又隔绝阴极气体.     

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)用γ-LiAlO_2粉末的制备

本文简介了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)及其优点;叙述了合成LiAlO_2的方法,用Al_2O_3(a,γ)成功地制得了稳定的适合于MCFC用的γ-LiAlO_2,在MCFC工作温度(923K)下,β-LiAlO_2是不稳定的;973-1073K时,β-LiAlO_2向γ-LiAlO_2转变速度明显增大;a-LiAlO_2要在1073K以上转变为γ-LiAlO_2.     

设计工况和非设计工况下MCFC/MGT联合发电系统基于(火用)方法的性能分析

熔融碳酸盐燃料电池是未来最具有吸引力的发电方法之一.基于(火用)分析的理论,在IPSEpro仿真平台下建立了熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机(MCFC/MGT)联合发电系统的稳态性能仿真模型.利用该模型对联合发电系统在额定工况和变工况下的稳态性能进行了仿真研究,分析了系统中各部件的不可逆性和系统的整体性能.仿真结果表明,MCFC/GMT联合发电系统具有较高的效率,且具有良好的变工况特性.     

高温燃料电池发电技术分析

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)均可被固定电站应用.对SOFC以及MCFC的发展状况进行了论述,分析了SOFC的发展方向和存在的问题,以及MCFC的材料工艺、发展现状和存在的问题,并从制造成本、电池堆容量、材料体系、商业化示范等方面对2种高温燃-料电池进行了比较分析.分析得出,适合我国绿色煤电计划的高温燃料电池发展技术路线是优先发展MCFC技术,利用国内外积累的MCFC研究成果,尽快实现MCFC的大型化与产业化.     

一种基于自适应模糊算法的燃料电池温度控制系统

MCFC(熔融碳酸盐燃料电池)运行时,必须考虑其工作温度范围,过高或过低都会影响电池工作效率和使用寿命。现有的针对MCFC构建的温度模型均为非线性模型,运算量较大,难以在实时控制环境下运行。提出一种基于自适应模糊算法的MCFC温度控制模型并设计了相应的自适应模糊控制器,仿真结果表明新的模型优于传统的模型。     

SOFC阳极Ni催化剂的发展历程与应用前景

燃料电池是一种能量利用率高、基本不污染空气、原料充足的能源装置.目前,燃料电池主要分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)这五种基本类型.着重介绍了SOFC中Ni-ZrO2(Y2O3)金属陶瓷阳极和H2S毒化机理,综述了阳极催化剂的有关性质和存在的主要问题,展望了SOFC的应用前景,并探讨了我国SOFC发展的技术路线.     

基于熔融碳酸盐燃料电池的新型分布式发电技术

介绍了分布式发电技术及燃料电池的特点和研究现状,以及熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)作为分布式电站的工作原理和结构。分析了当前国内外最新MCFC发电技术的研究现状,指出了我国MCFC发电技术开发有待解决的主要课题,如关键技术的国产化、发电成本的降低等。     

小型熔融碳酸盐燃料电池及电池堆的性能

以辊轧工艺制备的多孔金属镍板作阳极 ,多孔氧化镍板作阴极 ,以流延法制备的LiAlO2 陶瓷膜为电解质板 ,以(Li0 .62 K0 .3 8) 2 CO3 为电解质 ,组装了电极面积为 12 0和 3 12cm2 的单电池 ,考察了单电池在升温过程中开路电压和内阻的变化情况 ,以及不同的工作条件对电池和输出功率的影响。在单电池发电成功的基础上 ,分别组装了由 3片和 8片单电池构成的电极面积为 3 2 8.8cm2 的小型熔融碳酸盐燃料电池堆 ,并测定了电池堆的电压和输出功率。试验表明 ,随着工作温度的提高 ,单电池和电池堆的开路电压和输出功率均显著提高 ,并且 ,经过若干天的连续发电 ,其电压和输出功率基本不变 ,说明自制的LiAlO2 电解质板具有良好的热机械强度 ,而电极材料也保持了良好的电催化性能。试验还表明 ,在相同的工作条件下 ,由 3片和 8片相同的单电池组成的电池堆的电压和输出功率分别为单片电池的 3倍和 8倍 ,这表明使用该结构的单电池有望串联成输出功率更高的较大型的电池堆 ,以满足熔融碳酸盐燃料电池的基础研究之用。     

纳米复合电解质材料NSDC性能研究

为了获取纳米复合电解质材料更高的输出功率和更久的稳定运行时间,采用碳酸盐共沉淀的方法分别制备了SDC(Ce0.8Sm0.2O1.9)和1.2倍碳酸钠的NSDC(SDC-Na2CO3)纳米复合电解质并进行了分析比较。结果表明:NSDC电解质电池开路电压最高可达0.87 V,瞬时最大功率密度能够达到450 mW/cm2,在相同温度下性能相比纯SDC电解质电池有很大提高;在掺入一定比例LCNC(Li1.2Co0.2Ni1.5Cu0.1O3)后,NSDC电解质电池稳定工作时间可以达到9 h,并能快速进入稳定工作状态,但电压并无明显提升。     

添加剂Na2CO3对石墨电极性能的影响

在电解液1 mol/L LiPF6/EC+DMC中加入碳酸钠(Na2CO3),通过SEM、循环伏安和电化学阻抗谱分析,研究了Na2CO3对石墨电极的影响。添加饱和Na2CO3,可促进在石墨电极表面形成更稳定的固体电解质相界面(SEI)膜,抑制循环过程中电解液的进一步还原分解,增进Li+嵌脱过程的可逆性,改善石墨电极的电化学性能。     

熔融碳酸盐燃料电池动态特性的研究

基于能量守恒、质量平衡原理和热力学特性，提出了熔融碳酸盐燃料电池的数学模型，该模型考虑了电解质基块内的质量传递，以及质量传递对燃料电池内部热力学特性的影响，采用加权残差(MWR)数值方法和Matlab环境的系统函数化解偏微分方程组并建立动态仿真模型。仿真表明燃料电池内部各点的温度有较大的差异，随着燃料和氧化剂量的变动(增加)，电极一电解质的温度增加，而氧化剂流的温度有所下降。模型的物理参数是从某燃料电池研究所1．5kW熔融碳酸盐燃料电池获得。     

MCFC中隔膜和盐膜研制的分析

通过对粉料合成、浆料制备以及隔膜改性的分析,总结了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)隔膜制备的研究情况。评述了盐膜的研究进展,指出盐膜在应用于MCFC时,要对电池的制紧力进行跟踪与补偿。     

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)发电系统进展

燃料电池 ,尤其是熔融碳酸盐燃料电池是 2 1世纪最有希望的发电技术。在简要叙述了熔融碳酸盐燃料电池发电系统的发电原理后 ,从以下方面对系统的开发进行了论述 :单体元件 (电极和电解质 )性能的提高 ,燃料的处理 ,余热利用 ,电力调节和并网 ,电池参数 (工作压力、温度、反应气体的组成和利用率、燃料气体湿度 )的控制与优化。介绍了熔融碳酸盐燃料电池发电系统的国内外研究现状 ,给出了天然气外部重整型和内部重整型燃料电池的循环模型。指出熔融碳酸盐燃料电池系统开发面临的主要课题 :延长寿命、降低成本、系统小型化、改善电能质量等 ,给出一种多段熔融碳酸盐燃料电池系统模型     

电解液对氢氧化镍电极的影响

利用恒电流充放电和循环伏安技术 ,研究了电解液中添加LiOH、Li2 CO3、Na3PO4、K2 CO3等物质对氢氧化镍电极电化学性能的影响 ,并分析了氢氧化镍在反应过程中的存在状态。与常用的添加剂相比 ,适量的Li2 CO3和Na3PO4能够提高电极的电化学容量以及电极反应的可逆性。     

不同工作条件下的熔盐燃料电池性能

以多孔镍板作电极，以带铸法制备的ＬｉＡｌＯ２无机膜作电池隔膜，组装成了电极面积２８ｃｍ２的小型熔融碳酸盐燃料电池，考察了各种工作条件对电池性能的影响。试验结果表明，随气体压力和工作温度提高，电池性能增加。但高温下电池材料腐蚀现象加剧。另外气体压力增加使ＮｉＯ阴极在电解质中的溶解加快，因此为保证一定的电池寿命，工作气体压力和温度不可提高过大，必须控制在一定的范围以内。