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固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用

《固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用》是依托中国科学技术大学，由林子敬担任项目负责人的面上项目。

固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用基本信息

中文名固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用
项目类别面上项目
项目负责人林子敬
依托单位中国科学技术大学

固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用中文摘要

本项目将根据由热力学平衡原理推出的二元氧化物点缺陷反应方程组，利用Paulsen提出的分布逼近与筛选法建立精确完整的点缺陷相图计算软件。所得软件将用于研究：1）典型固体氧化物燃料电池（SOFC）电解质和电极材料载流子分布及输运特性受工作条件的影响及其对电池性能的影响；2）点缺陷分布在电解质-电极材料界面的行为；3）点缺陷平衡对材料匹配和性能稳定性如热膨胀性能匹配和界面化学反应的影响。.本项目的开展有助于推进SOFC固体缺陷性质的微观机制的研究，特别是有助于对限制燃料电池技术商业化的材料制备和性能稳定性及其工程设计提供理论指导，有重要的应用前景。 2100433B

固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用造价信息

市场价
信息价
询价

电池模块

规格型号：
LV54446说明:CoMPactNSX100/160/250常用附件,24VDC电池模块;
价格行情：
材料单位：
个
材料品牌：
施耐德
材料税率：
13%
供应商：
陕西施耐德恒业电力电气有限公司
报价时间：
2022-12-07

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电池模块

规格型号：
6EP1935-6MC01
价格行情：
材料单位：
个
材料品牌：
西门子
材料税率：
13%
供应商：
西门子(中国)有限公司广州分公司
报价时间：
2022-12-07

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电池模块

规格型号：
6EP1935-6MF01
价格行情：
材料单位：
个
材料品牌：
西门子
材料税率：
13%
供应商：
西门子(中国)有限公司广州分公司
报价时间：
2022-12-07

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电池模块

规格型号：
6EP1935-6MD11
价格行情：
材料单位：
个
材料品牌：
西门子
材料税率：
13%
供应商：
西门子(中国)有限公司广州分公司
报价时间：
2022-12-07

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电池模块

规格型号：
6EP1935-6ME21
价格行情：
材料单位：
个
材料品牌：
西门子
材料税率：
13%
供应商：
西门子(中国)有限公司广州分公司
报价时间：
2022-12-07

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网管系统(含硬、软件)

规格型号：
网络级
价格行情：
材料单位：
套
材料税率：
地区时间：
广东2022年3季度信息价
所属行业：
电网工程
备注说明：

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网管系统(含硬、软件)

规格型号：
网络级
价格行情：
材料单位：
套
材料税率：
地区时间：
广东2022年2季度信息价
所属行业：
电网工程
备注说明：

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网管系统(含硬、软件)

规格型号：
网络级
价格行情：
材料单位：
套
材料税率：
地区时间：
广东2021年2季度信息价
所属行业：
电网工程
备注说明：

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网管系统(含硬、软件)

规格型号：
网络级
价格行情：
材料单位：
套
材料税率：
地区时间：
广东2019年2季度信息价
所属行业：
电网工程
备注说明：

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网管系统(含硬、软件)

规格型号：
网络级
价格行情：
材料单位：
套
材料税率：
地区时间：
广东2019年1季度信息价
所属行业：
电网工程
备注说明：

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★氢能源燃料电池探究仪

规格型号：
详见附件
需求量：
1套
报价数：
2
材料品牌：
一线品牌
材料档次：
中档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2020-04-26

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氮氧化物测试仪

规格型号：
技术参数氮氧化物分析仪1.1分析方法:化学发光法1.2☆量程:0-0.05,0.1,0.2,0.5,1,2,5,10,100pc,具有量程自动切换功能1.3噪声:≤0.2 ppb RMS(设置60秒
需求量：
1台
报价数：
1
材料品牌：
Thermofisher
材料档次：
高档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2018-05-09

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氮氧化物分析仪

规格型号：
具体参数详见原档
需求量：
1套
报价数：
1
材料品牌：
材料档次：
费用说明：
不含税费 | 不含运费
询价时间：
2015-08-11

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氧化物避雷器

规格型号：
HY5WS-17/50TLQ
需求量：
2组
报价数：
2
材料品牌：
材料档次：
中档
费用说明：
不含税费 | 含运费
询价时间：
2021-09-06

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氧化物避雷器

规格型号：
HY5WS-17/50 TLQ
需求量：
20组
报价数：
2
材料品牌：
材料档次：
中档
费用说明：
不含税费 | 含运费
询价时间：
2021-09-06

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固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用基本信息

批准号 10574114 项目名称 固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用 项目类别 面上项目 申请代码 A20 项目负责人 林子敬 负责人职称 教授 依托单位 中国科学技术大学 研究期限 2006-01-01 至 2008-12-31 支持经费 27（万元）

固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用常见问题

固体氧化物燃料电池优点有哪些？

SOFC与第一代燃料电池(磷酸型燃料电池，简称PAFC)、第二代燃料电池(熔融碳酸盐燃料电池，简称MCFC)相比它有如下优点:(1)较高的电流密度和功率密度;(2)阳、阴极极化可忽略，彼化损失集中在电...
固体氧化物燃料电池价格是多少

根据我的了解，固体氧化物燃料电池的价格有以下几种情况： 1.青岛天尧实业有限公司，报价是755元。 2.上海依夫实业有限公司，报价是300元。 3.子美国际贸易（上海）有限公司，报价是345元。价格...
固体氧化物燃料电池是由美国西屋开发的？

固体氧化物燃料电池是由美国西屋（Westinghouse）公司研制开发的．它以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2-）在其间通过。

固体氧化物点缺陷计算软件及其对燃料电池模拟的应用文献

固体氧化物燃料电池在建筑冷热电联产中的应用

固体氧化物燃料电池在建筑冷热电联产中的应用

固体氧化物燃料电池在建筑冷热电联产中的应用

格式：pdf

大小：747KB

页数： 6页

介绍了燃料电池的基本工作原理、特点和种类 ,以及一种固体氧化物燃料电池在作者所在大学建筑冷热电联产项目中的应用。

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用于固体氧化物燃料电池封接材料的微晶玻璃

用于固体氧化物燃料电池封接材料的微晶玻璃

用于固体氧化物燃料电池封接材料的微晶玻璃

格式：pdf

大小：747KB

页数： 4页

采用玻璃水淬和粉末烧结技术制备了MgO-CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃,用作封接材料;并对其差热性能(DTA)、晶相结构(XRD)和热膨胀性进行了测试分析。结果表明:玻璃系统中随着氧化钙逐步替换氧化镁,其热膨胀系数在2.0-3.1×10-6K-1之间;当氧化镁与氧化钙质量比为12:4时,玻璃的析晶活化能最小,为263.3kJ/mol;讨论了热膨胀系数对微晶玻璃结构的依赖关系。

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固体氧化物燃料电池结构组成

固体氧化物燃料电池是一种新型发电装置，其高效率、无污染、全固态结构和对多种燃料气体的广泛适应性等，是其广泛应用的基础。 固体氧化物燃料电池单体主要组成部分由电解质(electrolyte)、阳极或燃料极(anode，fuel electrode)、阴极或空气极(cathode，air electrode)和连接体(interconnect)或双极板(bipolar separator)组成。 固体氧化物燃料电池的工作原理与其他燃料电池相同，在原理上相当于水电解的"逆"装置。其单电池由阳极、阴极和固体氧化物电解质组成，阳极为燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂。工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。 在固体氧化物燃料电池的阳极一侧持续通入燃料气，例如:氢气(H2)、甲烷(CH4)、城市煤气等，具有催化作用的阳极表面吸附燃料气体，并通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面。在阴极一侧持续通入氧气或空气，具有多孔结构的阴极表面吸附氧，由于阴极本身的催化作用，使得O2得到电子变为O2-，在化学势的作用下，O2-进入起电解质作用的固体氧离子导体，由于浓度梯度引起扩散，最终到达固体电解质与阳极的界面，与燃料气体发生反应，失去的电子通过外电路回到阴极。 单体电池只能产生1V左右电压，功率有限，为了使得SOFC具有实际应用可能，需要大大提高SOFC的功率。为此，可以将若干个单电池以各种方式(串联、并联、混联)组装成电池组。 SOFC组的结构主要为:管状(tubular)、平板型(planar)和整体型(unique)三种，其中平板型因功率密度高和制作成本低而成为SOFC的发展趋势。

固体氧化物燃料电池特点

SOFC与第一代燃料电池(磷酸型燃料电池，简称PAFC)、第二代燃料电池(熔融碳酸盐燃料电池，简称MCFC)相比它有如下优点:(1)较高的电流密度和功率密度;(2)阳、阴极极化可忽略，彼化损失集中在电解质内阻降;(3)可直接使用氢气、烃类(甲烷)、甲醇等作燃料，而不必使用贵金属作催化剂;(4)避免了中、低温燃料电池的酸碱电解质或熔盐电解质的腐蚀及封接问题;(5)能提供高质余热，实现热电联产，燃料利用率高，能量利用率高达80%左右，是一种清洁高效的能源系统;(6)广泛采用陶瓷材料作电解质、阴极和阳极，具有全固态结构;(7)陶瓷电解质要求中、高温运行(600~1000℃)，加快了电池的反应进行，还可以实现多种碳氢燃料气体的内部还原，简化了设备。 除了燃料电池的一般优点外，SOFC还具有以下特点:对燃料的适应性强，能在多种燃料包括碳基燃料的情况下运行;不需要使用贵金属催化剂;使用全固态组件，不存在对漏液、腐蚀的管理问题;积木性强，规模和安装地点灵活等。这些特点使总的燃料发电效率在单循环时有潜力超过60%，而对总的来说体系效率可高达85%，SOFC的功率密度达到1MW/M3，对块状设计来说有可能高达3MW/M3。事实上，SOFC可用于发电、热电回用、交通、空间宇航和其他许多领域，被称为21世纪的绿色能源。 固体氧化物燃料电池具有燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点，可以直接使用氢气、一氧化碳、天然气、液化气、煤气及生物质气等多种碳氢燃料。在大型集中供电、中型分电和小型家用热电联供等民用领域作为固定电站，以及作为船舶动力电源、交通车辆动力电源等移动电源，都有广阔的应用前景。

固体氧化物燃料电池理论分析与结构优化设计目录

第1章绪论1 1.1燃料电池简介1 1.2固体氧化物燃料电池优势2 1.3固体氧化物燃料电池的开路电压2 1.4固体氧化物燃料电池的三种极化损失4 1.4.1活化极化5 1.4.2欧姆极化6 1.4.3浓差极化6 1.5固体氧化物燃料电池的效率7 第2章具有菲克定律形式的尘气模型11 2.1引言11 2.2理论12 2.3模型验证14 2.3.1模型描述14 2.3.2数值模拟方法和模型参数15 2.4DGMFM准确性分析16 2.4.1基本模型参数时DGMFM准确性分析16 2.4.2不同阳极结构时DGMFM准确性分析17 2.4.3不同操作条件时DGMFM准确性分析17 2.4.4DGMFM高度准确的原因20 2.5小结21 参考文献21 第3章传统电极曲率模型23 3.1传质理论23 3.1.1菲克模型23 3.1.2麦克斯韦-斯特藩模型24 3.1.3尘气模型24 3.1.4菲克形式尘气模型25 3.2曲率综述25 3.3曲率的计算27 3.3.13D立方体堆积27 3.3.2扩散模拟27 3.3.3模型验证与计算结果分析28 3.4曲率的推导31 3.4.1理论推导31 3.4.2模型验证及计算结果分析33 3.5小结34 参考文献34 第4章静电纺丝电极三相线模型37 4.1电极TPB模型简介37 4.1.1传统电极37 4.1.2浸渍电极38 4.2静电纺丝电极TPB模型39 4.3静电纺丝电极TPB长度计算40 4.4逾渗率42 4.5TPB长度43 4.6小结44 参考文献45 第5章阳极支撑与阴极支撑SOFC性能对比分析47 5.1引言47 5.2模型48 5.2.1控制方程48 5.2.2边界条件50 5.3模型参数52 5.4计算结果分析52 5.4.1气体浓度分布53 5.4.2电势分布54 5.4.3温度分布54 5.4.4肋宽度的影响54 5.4.5接触电阻和单元宽度的影响55 5.5小结56 参考文献57 第6章双电极支撑SOFC性能分析58 6.1引言58 6.2模型59 6.2.1物理模型59 6.2.2导电过程的控制方程59 6.2.3质量输运过程的控制方程60 6.2.4边界条件60 6.2.5模型参数及验证62 6.3计算结果分析63 6.3.1物理量分布对比63 6.3.2不同参数的影响65 6.4小结67 参考文献67 第7章电解质支撑SOFC电极厚度分析69 7.1引言69 7.2物理模型70 7.3数学模型70 7.3.1物质传输控制方程70 7.3.2导电控制方程71 7.4计算结果分析71 7.4.1气体浓度分布71 7.4.2电极集流层厚度优化71 7.5小结74 参考文献74 第8章阳极支撑SOFC肋尺寸分析76 8.1引言76 8.2理论方法77 8.2.1物理模型77 8.2.2气体在多孔介质中的输运控制方程78 8.2.3导电过程的控制方程79 8.2.4边界条件(BCs)80 8.2.5数值方法81 8.2.6模型参数和数值验证81 8.3结果与讨论83 8.3.1电池性能与肋宽度的关系83 8.3.2阳极肋宽度对电池性能的影响85 8.3.3阴极肋宽度对电池性能的影响87 8.3.4最优肋宽度的计算公式89 8.4小结91 参考文献91 第9章阴极支撑SOFC肋优化93 9.1引言93 9.2模型94 9.2.1几何模型94 9.2.2传质过程模拟95 9.2.3导电过程模拟97 9.2.4边界条件99 9.2.5数值求解99 9.2.6数值验证100 9.3结果与讨论101 9.3.1肋宽度对电池性能影响101 9.3.2最优肋宽度表达式102 9.4小结104 参考文献104 第10章SOFC肋尺寸选取107 10.1引言107 10.2模型108 10.3计算结果分析108 10.4小结113 参考文献114 第11章SOFC新型连接体设计与优化115 11.1引言115 11.2模型115 11.2.1几何模型115 11.2.2气体输运方程117 11.2.3导电方程117 11.2.4Butler-Volmer方程118 11.2.5边界设置118 11.3不同连接体设计性能对比119 11.3.1阳极浓度过电势分布119 11.3.2阴极电势分布119 11.3.3电导率的影响121 11.3.4孔隙率的影响122 11.3.5单元宽度和Vop的影响123 11.4交叉形连接体结构优化125 11.4.1阴极连接体多参数优化125 11.4.2阳极连接体多参数优化128 11.5小结131 参考文献131 第12章SOFC多场模型的开发133 12.1SOFC多场模型概述133 12.2模型134 12.2.1几何模型134 12.2.2电荷守恒方程135 12.2.3动量守恒方程136 12.2.4质量守恒方程136 12.2.5能量守恒方程137 12.2.6边界条件138 12.2.7多场模型开发139 12.3计算结果分析140 12.4新型电堆设计142 12.5小结145 参考文献146 2100433B

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