固體氧化燃料電池三元顆粒電極模擬與優(yōu)化.pdf

1、固體氧化物燃料電池是一種清潔、高效的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能裝置。然而要達(dá)到商業(yè)化可行性，需尋求更低廉的制造成本，還需提高單電池、電池堆輸出性能和使用壽命。
　　 三元混合顆粒合成電極的特點(diǎn)和優(yōu)勢在于:納米尺度顆粒的引入使得體反應(yīng)和電極/電解質(zhì)界面附近有效反應(yīng)三相區(qū)域量相對(duì)于微米級(jí)顆粒有了可觀的提高；同時(shí)，陰極、陽極導(dǎo)電子材料顆粒與YSZ core顆粒的接觸面通過YSZ納米顆粒的結(jié)合而被改良，而形成了均勻、持久、高效的電極微結(jié)構(gòu)。<

2、br>　　 本論文的主要工作是解析計(jì)算分析了三元納米混合顆粒電極顆粒組分比對(duì)電極微觀參數(shù)的影響；使用有限元方法建立了一個(gè)三元納米混合顆粒合成電極的Button電池二維模型，并用之對(duì)不同顆粒組分比的影響進(jìn)行了模擬。
　　 論文主要內(nèi)容分為四章，其中第一章介紹了燃料電池的種類和應(yīng)用狀況；固體氧化物燃料電池電極和電解質(zhì)的材料；單電池的支撐類型和電池堆的構(gòu)型。
　　 第二章主要介紹了固體氧化物燃料電池?zé)崃W(xué)與電化學(xué)原理、多孔電

3、極中氣體傳輸類型和處理模型以及數(shù)值模擬與有限元分析簡述。
　　 第三章為三元納米混合顆粒電極的Button SOFC電池建立的二維模型，模型考慮了顆粒連通幾率（配位數(shù)）對(duì)電極相關(guān)微觀參數(shù)和體反應(yīng)三相區(qū)的影響，多孔介質(zhì)中氣體的傳輸，電子導(dǎo)電和離子導(dǎo)電方程。計(jì)算分析了不同LSM nano顆粒組分的情形下，YSZ nano顆粒占總YSZ顆粒百分?jǐn)?shù)ψysz,nano 值的變化對(duì)電池性能的影響。并模擬了優(yōu)選區(qū)間內(nèi)不同LSM組分和ψysz,