质子传导型固体氧化物燃料电池材料及电化学性能研究进展

来源 :中国有色金属学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qgf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
燃料电池(SOFC)是一种能够将化学能直接转化为电能的清洁能源转换装置,根据电解质材料传导离子的不同,可将电解质分为氧离子导体型和质子导体型两种,因而SOFC可分为氧离子导体SOFC(O-SOFC)和质子导体SOFC(H-SOFC).传统的高温O-SOFC已经发展多年,制备技术成熟,在高温下性能优越,但是随着电池工作条件往中低温发展,质子传导型固体氧化物燃料电池(H-SOFC)具有更低的工作温度、更小的活化能值和更高的电池效率,因而得到了研究者的广泛关注和发展.本文主要介绍了质子传导型固体氧化物燃料电池的结构、工作原理,并在此基础上着重分析了近年来质子传导型燃料电池的材料包括单相阴极、复合阴极、BaCeO3和BaZrO3形成的固溶体电解质、阳极改性以及性能优化等主要研究方向和发展趋势.分析了目前阳极和电解质种类少、阴极催化活性低的问题.
其他文献
钛合金因具有优异的综合性能在航空航天等领域获得重要应用,但是钛合金材料的高成本限制了其在海洋工程、兵器、民用等领域的应用拓展.钛合金材料的低成本化制备技术是目前钛领域研究的热点方向之一.本文以每年加工材产量最多的板材、棒材、管材为例,简要介绍了目前的低成本化制备技术,包括不含贵重元素的低成本钛合金研发技术、利用钛残料的低成本熔炼技术、一次熔炼技术,以及钛板材、棒材、管材高效短流程的低成本化加工技术等,并提出了钛合金材料低成本化制备技术的未来发展方向.
深海海域蕴藏的丰富矿产资源被认为是21世纪陆地矿最重要的替代资源,加大深海矿产资源开发与利用力度,已成为全球经济可持续发展的重要抉择,是我国建设海洋强国的重大战略需求.采矿车在深海稀软底质上的行走性能对深海矿产资源开采的安全稳定性具有重要影响.本文回顾了深海采矿方法及采矿车的发展历程,总结了深海稀软底质基本物理力学特性特别是流变特性及其本构关系,分析了采矿车行走运动特性及其牵引力的研究现状以及存在的主要问题,探讨了深海采矿车行走性能及结构优化设计的未来研究方向,为构建环境友好的深海采矿作业系统提供理论依据
作为深海采矿水力提升系统的重要组成部分,履带式集矿机的牵引力及行走性能对深海资源的安全高效开采具有重要影响.目前,深海履带式集矿机牵引力的计算仅考虑深海底质的弹塑性,尚未考虑与时间相依的流变特性以及履带式集矿机作业时履带底部的不同接地比压(受沟壑、障碍、斜坡影响)等情形.本文通过深海模拟底质直剪流变和压?剪耦合流变的本构理论与试验研究,建立了基于不同的深海底质本构模型(弹塑性、直剪流变、压?剪耦合流变)和接地比压分布(均布、线性分布、非均布)下履带式集矿机牵引力计算模型;利用功能原理推导了相应的履带式集矿
采矿船作为多金属结核采矿试验支持船舶,采矿作业较频繁的通过船中处月池进行硬管和中继站等作业装置的布放回收.船舶在波浪中的运动以及月池内部水体的运动有可能造成甲板上浪以及采矿装置的碰撞损坏,从而影响采矿作业的安全性.本研究提出在月池内部适当地设置防撞装置和阻尼装置,可以有效减小波面升高并能承受一定的碰撞接触,有效地扩大作业窗口期.本文首先采用频域计算方法分析了不同海况下采矿船的运动和月池波面升高情况,进一步研究提出了月池内部防撞消波装置设计方案,并通过水池模型试验的方式论证了该装置在减小月池内部波面升高的有
TiAl合金具有密度低、比强度高、蠕变性能好等特点,在航空航天、汽车工业等领域具有广阔的应用前景.然而,抗高温氧化性能不足限制了其广泛应用.本文简要介绍了TiAl合金的高温氧化行为和常用防护措施.重点讨论了电化学氧化处理在合金表面改性上的应用、改性膜层形成机理和防护机制.展望了通过电化学氧化提高TiAl合金抗高温氧化性能的发展趋势.
深海多金属结核富含镍、钴、铜等新能源技术发展所需的金属,将其从数千米深海底开采出来需要依靠独特和高效可靠的开采技术和装备.本文全面总结了国内外深海多金属结核开采技术及装备的研究历程和发展现状.首先梳理了20世纪西方财团进行的深海多金属结核采矿海试系统,并分析了水力管道提升式采矿系统原型的技术和经济可行性;接着全面回顾了中、韩、印等深海先驱投资者对深海多金属结核采集及水下输送等关键技术的攻关;然后分析了深海多金属结核开采技术所面临的商业化和高环保要求的形势以及近期在这方面的发展动态及研究进展;并且系统地总结
海洋内波对中间仓海上收放作业的安全带来了极大挑战.基于有限元方法建立了内波和海流联合作用下中间仓单体收放过程的有限元分析模型,并采用Newmark法对模型进行了数值求解,分析了中间仓收放过程中的冲击响应以及管柱形态、张力、等效应力、上部转角和月池处偏移等因素.结果表明:在各项因素中,顶部张力受内波影响小,等效应力、上部转角和月池处偏移受内波影响大;收放作业过程中硬管等效应力最大位置发生于悬挂点附近;上部转角和月池处偏移是影响作业安全的限制因素,内波上层流方向与海流同向工况是实施收放作业的危险工况,中间仓入
深海大洋蕴藏丰富的关键金属矿产,国际上近年来围绕深海矿产资源勘探开发研究活动十分活跃,商业开发进程在加快.选冶加工是开发利用深海矿产资源的重要环节,需要低碳、清洁、经济、高效的选冶技术.回顾了世界上主要国家对深海矿产资源选冶研究历程及现状,总结了中国大洋矿产资源研究开发协会成立30年来,我国在多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、海底稀土等深海资源的选冶与综合利用技术发展,对常压硫酸浸出、高温高压硫酸浸出、还原焙烧?氨浸、自催化还原氨浸、熔炼?浸出等代表性工艺进行了分析,总结了各工艺所取得的技术突破、主要特
大洋多金属结核是一种复杂难选的多金属氧化矿,本文以其为原料,开展了低温氢还原?酸浸新工艺研究.首先考察了氢还原温度、时间及氢气流量等因素对有价金属氧化物还原的影响,得出了优化的还原工艺条件:还原温度600℃、时间90 min、氢气流量50 mL/min.在此基础上,针对优化条件下的还原物料进行浸出研究,考察了浸出温度、时间、液固比、终点pH值、双氧水和氧气用量对有价金属浸出的影响.结果表明:在浸出液固比6:1、温度80℃、氧气流量250 mL/min、浸出时间6 h、控制终点pH 1.5~2.0的条件下,
能源和环境安全是人类21世纪面临的最大难题之一,由于可再生能源大多受地域限制,且具有间歇性,寻找合适的储能系统显得至关重要.二次电池作为最主要的储能系统,电极材料在改善电池性能方面起着至关重要的作用.尽管二次电池的选择多种多样,电极材料的种类数不胜数,但二次电池系统在发展过程中面对的问题总是相似的,如易坍塌的电极材料结构、不稳定的界面等.本文综述了二次电池的发展历史,从电池热力学和动力学基础角度构建结构?性能关系,总结了电极材料的设计原则和目前常用的优化策略,最后针对调控手段的优势以及相应存在的技术障碍进