考虑可逆固体氧化物电池的可再生能源电力系统规划 被引量：1

1

作者 李欣 程常剑 +3 位作者 李新宇 赵伟杰 李阳 郭攀锋 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第2期131-140,共10页

为应对可再生能源的可变性和不确定性给传统电力系统规划和调度带来的巨大挑战,提出考虑可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,RSOC)的可再生能源电力系统规划模型。首先,构建RSOC和含热储的热电联产耦合模型,将该模型引入... 为应对可再生能源的可变性和不确定性给传统电力系统规划和调度带来的巨大挑战,提出考虑可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,RSOC)的可再生能源电力系统规划模型。首先,构建RSOC和含热储的热电联产耦合模型,将该模型引入到以风力光伏为主要机组的可再生能源电力系统;其次,以年总成本最低为目标函数构建两阶段规划模型,对可再生能源电力系统进行优化;最后,以西北部某商业园区为例进行算例分析。仿真结果表明,所提模型具有更好的灵活性和经济性,并且能实现可再生能源的高效利用。 展开更多

关键词 可再生能源 可逆固体氧化物电池 热电联产 两阶段规划

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考虑可逆固体氧化物电池的虚拟电厂分布鲁棒优化运行

2

作者 王秋杰 冷子豪 +3 位作者 谭洪 翁汉琍 李振兴 陈涛 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期8-15,共8页

电-氢混合储能是建设新型电力系统的有效途径,传统电-氢转化方向单一,且未对电-氢转换中的热损失过程进行精确建模。为此,提出一种考虑可逆固体氧化物电池(RSOC)的虚拟电厂(VPP)分布鲁棒优化运行方法。根据Butler-Volmer方程和法拉第定... 电-氢混合储能是建设新型电力系统的有效途径,传统电-氢转化方向单一,且未对电-氢转换中的热损失过程进行精确建模。为此,提出一种考虑可逆固体氧化物电池(RSOC)的虚拟电厂(VPP)分布鲁棒优化运行方法。根据Butler-Volmer方程和法拉第定律,分析H2流量与RSOC电功率之间的关系,建立RSOC的2种工作模式的等效物理模型;以VPP运行总成本最小化为目标函数,采用条件风险价值(CVaR)衡量VPP运行的尾部风险,建立基于CVaR的VPP优化运行模型;通过Kullback-Leibler散度量化分布函数与参考分布之间的距离,建立风电出力和负荷波动的分布函数集合。通过算例仿真验证所提模型的经济性和有效性。 展开更多

关键词 虚拟电厂 电-氢转换 可逆固体氧化物电池 条件风险价值 分布鲁棒优化

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OBE-CDIO理念下可逆固体氧化物电池智能管控实训项目教学设计 被引量：1

3

作者 吴肖龙 胡建功 +3 位作者 曹晔 万晓凤 曾明如 李曦 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第1期196-201,208,共7页

采用成果导向教育(OBE)和构思、设计、实现和运作(CDIO)理念,通过能力导向反向驱动思路设计教学项目,构建了面向自动化本科专业学生的毕业能力分解模型。提出了可逆固体氧化物电池(RSOC)智能管控实训项目的教学过程框架,采用“实物联想... 采用成果导向教育(OBE)和构思、设计、实现和运作(CDIO)理念,通过能力导向反向驱动思路设计教学项目,构建了面向自动化本科专业学生的毕业能力分解模型。提出了可逆固体氧化物电池(RSOC)智能管控实训项目的教学过程框架,采用“实物联想”和“半实物仿真”方法设计了从系统设计到仿真实施的全闭环实训内容,包括教学目标、内容、方法和评估体系。开发了全闭环实训项目;制定了多维度的教学效果评估方法。结果表明:结合OBE和CDIO理念所设计的实训项目有助于全方位培养学生的综合实践能力和创新思维;采用的教学方法有助提升实训教学效果。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 智能管控 实训教学 成果导向教育

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燃料利用率和再循环比对可逆固体氧化物电池系统性能的影响分析

4

作者 于诗魁 王丽霞 +2 位作者 李承周 张雨檬 王利刚 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6854-6862,I0020,共10页

固体氧化物电池可在燃料电池发电模式和电解制氢模式间切换,实现电能与化学能之间高效转化的同时大幅提高装备利用率,因此应用推广潜力大。该文建立再循环可逆固体氧化物电池发电/制氢双模式系统仿真模型,从效率、电压和流量等参数的角... 固体氧化物电池可在燃料电池发电模式和电解制氢模式间切换,实现电能与化学能之间高效转化的同时大幅提高装备利用率,因此应用推广潜力大。该文建立再循环可逆固体氧化物电池发电/制氢双模式系统仿真模型,从效率、电压和流量等参数的角度解析燃料利用率与再循环比对可逆系统性能的影响机制。结果表明,发电模式下,提高燃料利用率可提高电堆输出功率,增大再循环比可通过减少燃料流量降低系统能耗,二者协同作用下系统效率最高可达52.07%;制氢模式下,提高燃料利用率可降低电堆制氢耗功,但增大再循环比使得电加热耗功减少的同时制氢耗功增大,二者共同作用下系统效率最高可达79.62%。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 燃料利用率 再循环 性能分析 余热利用

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可逆固体氧化物电池电-氢双向瞬态转换特性及电流超调机制

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作者 冀承泽 宗正 +3 位作者 戈阳阳 张潇桐 吴锴 周峻 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2200-2209,共10页

可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,RSOC)兼具发电与电解产氢能力,发电-电解模式切换过程中出现的电流密度超调对RSOC的寿命与能源转换效率有不利影响,然而针对RSOC模式切换瞬态特性及电流超调相关的研究较少。因此在建立... 可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,RSOC)兼具发电与电解产氢能力,发电-电解模式切换过程中出现的电流密度超调对RSOC的寿命与能源转换效率有不利影响,然而针对RSOC模式切换瞬态特性及电流超调相关的研究较少。因此在建立RSOC多物理场耦合模型的基础上深入分析了RSOC模式切换过程中的超调现象,研究发现提升燃料通道入口H2O的摩尔分数会降低燃料电池(fuel cell,FC)模式切换到电解池(electrolysis cell,EC)模式的电流密度超调量,而增加EC到FC过程的超调量;此外,研究发现改变不同模式切换方式,引起的电流超调量与电压变化量并不完全呈正相关。为未来RSOC设备在电氢耦合能源系统中的可靠运行提供了理论基础。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 电流密度 超调 模式切换 过电压 电压变化量

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氢电极支撑可逆固体氧化物电池性能及电化学不对称性优化

6

作者 韩倩雯 朱腾龙 +2 位作者 吕秋秋 俞马宏 钟秦 《物理化学学报》 北大核心 2025年第1期90-96,共7页

Ni-YSZ(镍-氧化钇稳定的氧化锆)氢电极支撑固体氧化物电池(SOC)在可逆运行模式下(R-SOC)普遍存在电化学不对称性现象。本文通过实验研究发现,氢电极扩散阻抗及电解质欧姆阻抗同时是R-SOC性能及不对称性的显著影响因素。研究结果显示,采... Ni-YSZ(镍-氧化钇稳定的氧化锆)氢电极支撑固体氧化物电池(SOC)在可逆运行模式下(R-SOC)普遍存在电化学不对称性现象。本文通过实验研究发现,氢电极扩散阻抗及电解质欧姆阻抗同时是R-SOC性能及不对称性的显著影响因素。研究结果显示,采用大孔氢电极和薄膜隔离层显著提升了R-SOC性能并减小了不对称性,在750℃、50%H_(2)O和0.3 V偏压工况下,单电池的发电及电解电流密度分别达到了0.752和0.635 A∙cm^(−2),电流密度不对称度Δj仅为0.117 A∙cm^(−2)。研究结果对于高性能氢电极支撑SOC单电池的结构设计、制备和可逆运行具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 电化学不对称性 氢电极扩散阻抗 欧姆阻抗 薄膜隔离层

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基于可逆固体氧化物电池的电氢耦合微电网全生命周期规划-运营研究 被引量：8

7

作者 李远征 任潇 +3 位作者 葛磊蛟 彭靖轩 徐秋实 李曦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期5169-5184,I0013,共17页

为促进实现“双碳”目标,新能源将成为未来能源供应的主体。考虑到高比例新能源对电力系统容量规划和调度运营带来的巨大挑战以及电氢能源需求量的持续增长对电力系统的影响,以微电网为研究对象,设计基于可逆固体氧化物电池的考虑源荷... 为促进实现“双碳”目标,新能源将成为未来能源供应的主体。考虑到高比例新能源对电力系统容量规划和调度运营带来的巨大挑战以及电氢能源需求量的持续增长对电力系统的影响,以微电网为研究对象,设计基于可逆固体氧化物电池的考虑源荷不确定性的电氢耦合微电网全生命周期规划-运营优化模型及其求解算法。首先,针对风光产电、电氢负荷等多种不确定因素,设计包含微电网全生命周期内各年份不同典型日的数据,以构成随机场景。其次,对电氢耦合微电网容量规划成本、全生命周期调度运营成本以及新能源年均渗透率等多个优化目标进行数学表达,并对各发电机组、可逆固体氧化物电池以及储氢库的规划-运营约束进行线性描述。然后,设计一种改进的增广ε约束算法求解模型的Pareto解集,并提出一种平衡决策方法从解集中获取最佳规划-调度方案。最后,仿真结果表明,所提方法能均衡各优化目标,在保证新能源高渗透率的同时提升电氢耦合微电网的可靠性以及规划-运营经济性。 展开更多

关键词 电氢耦合微电网 可逆固体氧化物电池 全生命周期规划-运营 高比例新能源 平衡决策

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基于可逆固体氧化物电池的气电双向耦合统一调度优化 被引量：6

8

作者 黄祯媛 高赐威 +2 位作者 陈涛 左娟 吴心弘 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1860-1871,I0016,共13页

传统多能市场模型一般将异质能源转换装置视作市场主体,例如燃气电厂等。能源互联网理念下,异质能源的综合利用要求打破种类壁垒,形成统一能源传输系统。计量的能源形式不统一,能源转换方向单一,限制了能源互联网的应用场景。基于实验... 传统多能市场模型一般将异质能源转换装置视作市场主体,例如燃气电厂等。能源互联网理念下,异质能源的综合利用要求打破种类壁垒,形成统一能源传输系统。计量的能源形式不统一,能源转换方向单一,限制了能源互联网的应用场景。基于实验数据推导可逆固体氧化物电池(reversal solid oxide cells,r SOC)等效物理模型,提出一种rSOC双向能源传输管道的电力-天然气统一市场模型,并将节点边际价格(locational marginal price,LMP)推广到异质能源的统一能价机制,验证rSOC异质能价双向传递作用。研究表明应用rSOC双向传输管道有助于节省供能成本,提高综合能源市场经济效益和调度效率。所提异质能源市场统一价格理论,以及气电统一市场模型为综合能源联合交易提供理论基础和模型参考。 展开更多

关键词 综合能源系统 能源互联网 可逆固体氧化物电池 电力市场

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可逆固体氧化物电池流场设计及优化的研究进展与展望

9

作者 黄旭锐 雷金勇 +3 位作者 潘军 于丰源 许余浩 涂正凯 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5441-5456,共16页

氢能作为一种清洁能源,不但具备清洁的利用过程,还能够与间歇性可再生能源有效结合,达到节能减排的重要效果。作为一种能够有效利用和制造氢能的装置,可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,RSOC)拥有燃料电池和电解槽两种运... 氢能作为一种清洁能源,不但具备清洁的利用过程,还能够与间歇性可再生能源有效结合,达到节能减排的重要效果。作为一种能够有效利用和制造氢能的装置,可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,RSOC)拥有燃料电池和电解槽两种运行模式,引起了广泛关注。RSOC的流场结构对其性能具有重要影响,具体表现为流道形状、尺寸及气体配置对RSOC内部气体流动特性的影响,均匀的气体分布及优异的扩散过程有利于电池输出性能及稳定性的提升。本综述总结了RSOC平行、蛇形、交指等传统流场与X形、三维网状等新型流场的结构特点及其电池输出特性,并对现有相关流场优化方式的研究进行了详细的分析和讨论,以全面概述该领域的最新进展。结果显示,针对RSOC内部气体流动特性可以通过优化温度、压强、气体流量等运行条件,选择合适的电解质、电极结构参数,阴阳极气流配置,以及设置流道障碍物等方式改进传统流场,促进气体传质与扩散过程;同时设计新型流场结构及多孔介质流场也是改善气体流动状态的一种方式。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 流场结构特点 优化设计 热力学过程

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基于可逆固体氧化物电池的电氢一体化能源站容量规划 被引量：33

10

作者 高赐威 王崴 陈涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第17期6155-6169,共15页

在中国提出“2030碳达峰,2060碳中和”重大战略目标的背景下,电氢能源系统被认为是未来一种极具竞争力的新型能源供给方式,考虑对加氢站和充电站分别单独规划会造成多余的土地资源占用以及通过电氢能源互动提升能源系统的灵活性、经济性... 在中国提出“2030碳达峰,2060碳中和”重大战略目标的背景下,电氢能源系统被认为是未来一种极具竞争力的新型能源供给方式,考虑对加氢站和充电站分别单独规划会造成多余的土地资源占用以及通过电氢能源互动提升能源系统的灵活性、经济性,该文提出基于可逆固体氧化物电池的电氢一体化能源站设想,并对能源站内的可逆固体氧化物电池和储氢库进行容量规划。首先,在电氢能源系统中构建电氢一体化能源站模型,对风电出力、光伏出力、电力负荷、氢能负荷4个不确定因素进行随机场景生成,并用自相关性系数法进行场景时序修正。然后,构建电氢一体化能源站的可逆固体氧化物电池以及储氢库容量规划模型,并用粒子群算法求解此非线性混合整数规划问题。最后,结合全年运行数据和可逆固体氧化物电池寿命模型,对可逆固体氧化物电池容量配置方案进行修正,并对重要参数进行规划灵敏度分析。仿真结果表明,所提方法能够获得合理的配置方案,可提升电氢系统的经济性和灵活性。 展开更多

关键词 电氢一体化能源站 可逆固体氧化物电池 随机规划 粒子群算法

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基于可逆固体氧化物电池的风光氢综合能源系统容量规划 被引量：7

11

作者 窦真兰 袁本峰 +2 位作者 张春雁 肖国萍 王建强 《中国电力》 CSCD 北大核心 2023年第10期22-32,共11页

可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,RSOC)作为新型氢储能技术,有利于促进可再生能源消纳、提高系统运行效率。为此,提出一种基于RSOC技术的风光氢综合能源系统规划设计方法。首先,建立风光氢综合能源系统规划模型,考虑RSO... 可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,RSOC)作为新型氢储能技术,有利于促进可再生能源消纳、提高系统运行效率。为此,提出一种基于RSOC技术的风光氢综合能源系统规划设计方法。首先,建立风光氢综合能源系统规划模型,考虑RSOC辅助系统(balance of plant,BOP)功耗占比高、功率调节受限等约束。其次,以系统年弃电缺电量、投资成本最小化为目标,采用粒子群优化算法求解该规划问题。最后,针对氢气价格、RSOC成本等不确定性因素,开展系统规划灵敏度分析。仿真结果表明该方法能够获得合理的配置方案,大规模减小系统弃电缺电频率,提升系统资源配置的灵活性。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 氢储能 综合能源系统 容量规划 规划灵敏度分析

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可逆固体氧化物电池的部分功率变换四象限运行能效优化 被引量：1

12

作者 吴穆星 赵巍 +2 位作者 吴俊娟 孙孝峰 李昕 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第22期8757-8771,共15页

为了提高可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,rSOC)的并网转换效率,提出一种基于部分功率变换(partial power conversion,PPC)技术的双极性优化方案,对比单极性电路能够提升电池电压支撑范围以及系统效率。建立rSOC的电化... 为了提高可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,rSOC)的并网转换效率,提出一种基于部分功率变换(partial power conversion,PPC)技术的双极性优化方案,对比单极性电路能够提升电池电压支撑范围以及系统效率。建立rSOC的电化学模型并分析PPC变换下的电压功率范围,分析表明在双极性变换下,变换器的轻载工作带与rSOC在双向运行时不对称的功率特性降低了系统效率。为进一步优化系统,根据效率与功率需求优化了rSOC工作运行带,使变换器能够正常工作,并结合双极性变换与LLC的特点,提出一种双极性双向LLC谐振变换器,能够满足4种工作模式,并分析了变换器正反向增益特性,提出非对称工况下的谐振参数设计方案,使正反向均能高效运行。最后完成了系统仿真与模式切换仿真,搭建实验平台,验证了所提储能系统优化方案的高效性与实用性。 展开更多

关键词 双极性电压 可逆固体氧化物电池(rSOC) 部分功率变换(PPC) LLC谐振变换器

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可逆固体氧化物电池模式切换时的动态特性分析 被引量：2

13

作者 赵鸿飞 周峻 +3 位作者 宗正 陈前昌 解振学 吴锴 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1577-1582,共6页

在发电和电解模式下,可逆固体氧化物电池(RSOC)电堆内部的热质传输差异较大,导致其工作模式切换时电堆的输出稳定性较差,不利于其长期运行。文章基于有限元数值仿真,建立多物理场耦合的三维模型对RSOC模式切换时的动态特性进行研究。研... 在发电和电解模式下,可逆固体氧化物电池(RSOC)电堆内部的热质传输差异较大,导致其工作模式切换时电堆的输出稳定性较差,不利于其长期运行。文章基于有限元数值仿真,建立多物理场耦合的三维模型对RSOC模式切换时的动态特性进行研究。研究结果表明:在RSOC进行模式切换时,电流密度会产生短暂的超调现象;电流密度超调量的大小与压强无关,稳态时的电流密度随着压强的增大而增大;在模式切换前后,电池工作温度由逐渐上升改为逐渐下降并趋于稳定。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 数值仿真 模式切换

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基于La_(0.6)Ca_(0.4)Fe_(0.7)Sc_(0.1)Ni_(0.2)O_(3-δ)氧电极的可逆固体氧化物电池性能研究 被引量：1

14

作者 田云峰 杨偲晨 +7 位作者 李宜桐 章梦云 顾水丹 郑克晴 王鑫鑫 凌意瀚 蒲健 池波 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1638-1646,共9页

本研究制备了10%Sc掺杂的La_(0.6)Ca_(0.4)Fe_(0.7)Sc_(0.1)Ni_(0.2)O_(3−δ)(LCFSN)材料,采用半电池研究了该材料的氧还原催化活性(ORR)和氧析出催化活性(OER),发现LCFSN的ORR催化活性优于OER催化活性。组装了Ni-YSZ((Y_(2)O_(3))_(0.0... 本研究制备了10%Sc掺杂的La_(0.6)Ca_(0.4)Fe_(0.7)Sc_(0.1)Ni_(0.2)O_(3−δ)(LCFSN)材料,采用半电池研究了该材料的氧还原催化活性(ORR)和氧析出催化活性(OER),发现LCFSN的ORR催化活性优于OER催化活性。组装了Ni-YSZ((Y_(2)O_(3))_(0.08)(ZrO_(2))_(0.92))/YSZ/GDC(Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(2−δ))/LCFSN全电池并研究了其在燃料电池模式(SOFC)和电解池模式(SOEC)下的电化学性能,电池在800℃以H_(2)为燃料时的最高功率密度可达1.471 W/cm^(2),在750℃,50%H_(2)O和1.3 V热中性电解电压条件下其产氢速率高达627 mL/(cm^(2)·h)。而且电池在100 h的稳定性测试中性能没有衰减,具有良好的稳定性。通过研究,证明了LCFSN是一个具有良好发展前景的氧电极材料。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 氧电极 La_(0.6)Ca_(0.4)Fe_(0.7)Sc_(0.1)Ni_(0.2)O_(3−δ) 电化学性能 稳定性

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浸渍纳米复相电极对CO_(2)可逆固体氧化物电池的性能影响 被引量：2

15

作者 朱诗悦 吴亮 +3 位作者 夏长荣 卢肖永 陈永红 田冬 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2022年第5期879-888,共10页

CO_(2)的可逆固体氧化物电池(rSOC),是实现能源储存和“碳中和循环”的有效能源转化装置。传统的Ni基燃料电极因其在CO_(2)中的稳定性而受到制约,近些年,钙钛矿作为替换金属陶瓷用于rSOC的电极材料,因其有良好的电子电导率、离子电导率... CO_(2)的可逆固体氧化物电池(rSOC),是实现能源储存和“碳中和循环”的有效能源转化装置。传统的Ni基燃料电极因其在CO_(2)中的稳定性而受到制约,近些年,钙钛矿作为替换金属陶瓷用于rSOC的电极材料,因其有良好的电子电导率、离子电导率和催化活性而应用广泛。此外,将钙钛矿与具有较高离子电导性的电解质材料复合,其构成的三相线异质结构对电极的电化学反应有协同优化作用。采用氧化还原稳定性较好的(La_(0.75)Sr_(0.25))_(0.95)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3−δ)(LSCM)燃料电极,并用浸渍Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2−δ)(SDC)的方法构筑LSCM-SDC纳米三相界面。实验表明,在电池和电解两种模式下,纳米复相电极与纯LSCM电极相比均有着更高的表面交换速率和电极电化学反应活性。 展开更多

关键词 碳中和 可逆固体氧化物电池 LSCM 纳米复相电极 浸渍

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溶液浸渍法优化可逆固体氧化物电池氧电极研究进展 被引量：2

16

作者 张旭 田彦婷 +1 位作者 吴萍萍 丁利利 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期64-72,共9页

可逆固体氧化物电池(RSOC)作为一种清洁高效的全固态、双模式能量转换装置,可以实现电能和化学能的可逆转换,在能源与环境问题日益严重的今天,其研究具有十分重要的意义。由于RSOC需在固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解池(SOEC)... 可逆固体氧化物电池(RSOC)作为一种清洁高效的全固态、双模式能量转换装置,可以实现电能和化学能的可逆转换,在能源与环境问题日益严重的今天,其研究具有十分重要的意义。由于RSOC需在固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解池(SOEC)2种模式下交替运行,这就要求电极材料具有良好的电催化活性和物理化学稳定性,其中,氧电极的氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)的催化活性以及氧化还原稳定性成为影响电池性能的重要因素。为了提高氧电极的电子、离子导电性和催化活性,通常需要采用两相、多相复合的方法来提高电极的综合性能。溶液浸渍法不仅可以将材料之间因热膨胀系数(TEC)不匹配或化学相互作用带来的影响最小化,同时可以增加氧电极的比表面积、增大催化反应活性区等。综述了溶液浸渍法优化RSOC氧电极的研究现状及研究成果,并对其未来的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 氧电极 浸渍法

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可逆固体氧化物电池SrTiO_(3)基燃料极材料的研究进展 被引量：1

17

作者 卢恺振 王乐莹 +3 位作者 罗凌虹 程亮 徐序 吴也凡 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2023年第6期1066-1077,共12页

可逆固体氧化物电池RSOCs在SOFC/SOEC双模式下交替运行,可实现清洁能源—电能的可持续循环,起到“移峰填谷”的作用,因其具有效率高、运行时间长、储能规模大等优点,在能源互联网建设中具有广阔的应用前景。传统Ni-YSZ燃料极材料在使用... 可逆固体氧化物电池RSOCs在SOFC/SOEC双模式下交替运行,可实现清洁能源—电能的可持续循环,起到“移峰填谷”的作用,因其具有效率高、运行时间长、储能规模大等优点,在能源互联网建设中具有广阔的应用前景。传统Ni-YSZ燃料极材料在使用含有硫杂质的燃料气时极易硫中毒,在使用碳氢燃料时易产生积碳。而钛酸锶(SrTiO_(3))钙钛矿材料因其具有高度可调的结构及性能、良好的结构稳定性及热化学稳定性、较强的抗积碳抗硫中毒能力等,成为研究最为广泛的RSOCs燃料极材料。综述了SrTiO_(3)基RSOCs燃料极的研究进展,并阐述了其相关机制研究,指出了SrTiO_(3)基燃料极在未来RSOCs应用中所面临的挑战。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 燃料极 SrTiO_(3) A/B位掺杂 原位析出

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SrTiO_(3)基可逆固体氧化物电池电极材料的研究进展

18

作者 刘峥嵘 杨甲铭 +6 位作者 付磊 周礼凯 吴可 李晴皓 王璇 周峻 吴锴 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期1-8,共8页

可逆固体氧化物电池(RSOC)因具备高效可逆的发电和电解产氢性能,被认为是一种具有良好发展前景的能源转化设备。然而,缺乏高活性和稳定性的电极材料是限制RSOC广泛应用的主要因素之一。传统的燃料电极一般采用浸镍的氧化钇稳定氧化锆(Ni... 可逆固体氧化物电池(RSOC)因具备高效可逆的发电和电解产氢性能,被认为是一种具有良好发展前景的能源转化设备。然而,缺乏高活性和稳定性的电极材料是限制RSOC广泛应用的主要因素之一。传统的燃料电极一般采用浸镍的氧化钇稳定氧化锆(Ni-YSZ)材料,而氧电极则以钙钛矿型的氧化物居多。目前使用的燃料电极和氧电极的电化学性能都存在一定的不足。近期,诸多研究报道SrTiO_(3)基钙钛矿材料具有良好的稳定性和电化学性能,有望成为RSOC电极的热门候选材料。近年来,虽然对RSOC电极的研究较多,但是缺乏对该类材料系统的归纳和总结。因此,本文综述了SrTiO_(3)基钙钛矿材料在RSOC电极方面的应用进展。首先,系统分析了SrTiO_(3)基钙钛矿材料在RSOC燃料电极和氧电极的研究现状,介绍了目前常用的SrTiO_(3)改性的手段和策略,如掺杂其他元素、构建非ABO_(3)化学计量比氧化物、构建复合材料以及利用原位纳米颗粒出溶技术等;其次,探讨了SrTiO_(3)基钙钛矿材料应用于对称结构RSOC电极的可行性;最后,结合构建未来新一代RSOC高性能能源互联器件,展望了SrTiO_(3)基钙钛矿材料在RSOC中的应用前景,并提出了亟需解决的问题。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池(RSOC) 固体氧化物燃料电池(SOFC) 固体氧化物电解池(SOEC) 钛酸锶

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计及电价波动的可逆固体氧化物电池“发电-电解产气”综合能源系统建模分析 被引量：2

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作者 李儒欢 余浩宇 +4 位作者 张旭征 张自航 吴锴 周峻 成永红 《全球能源互联网》 CSCD 2023年第5期447-458,共12页

综合能源系统是今后分布式发电站的重要发展方向之一。为了分析计及电价响应和电网激励对电转气(power to gas,P2G)技术的影响,建立了一个结合沼气厂的可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell, RSOC)热-电-气综合能源系统模型... 综合能源系统是今后分布式发电站的重要发展方向之一。为了分析计及电价响应和电网激励对电转气(power to gas,P2G)技术的影响,建立了一个结合沼气厂的可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell, RSOC)热-电-气综合能源系统模型。利用GAMS仿真软件分析了案例中引入的不同能量消耗方式对系统的影响,比较了热电联产(combined heat and power, CHP)和RSOC两种消耗沼气生产电力和热能方式的优劣,分析了电价波动对综合能源系统的投资成本和“弃风、弃光”的决策影响。引入RSOC之后带来的高电能转化率与CHP产生的高热量转化率相配合,能减少系统的投资成本,使可再生能源得到更合理地配置;引入沼气储罐可以平衡每天的供需要求,使系统的自耗电能力得到大幅提升,系统从电网购电降低了20%。随着电价持续增长,沼气储罐和RSOC的最优投资容量逐渐增加。当电价增长一倍时,最优系统案例中从电网购电量同比降低89.944%,同时系统的投资成本增速比传统系统慢。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物燃料电池 沼气池 热电联产装置 综合能源系统

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太阳能耦合固体氧化物电池热电氢联产系统技术经济性分析 被引量：1

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作者 赵鹏翔 杨佳霖 +2 位作者 杨宪 丛琳 吕承友 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期147-154,共8页

固体氧化物电池可在燃料电池发电模式和电解制氢模式间切换,且工作温度为650~850℃,具有高品位余热回收利用的潜力,将固体氧化物电池用于热、电、氢联产可大幅提高设备利用率及能量利用效率。提出了光伏、光热驱动的固体氧化物电池热电... 固体氧化物电池可在燃料电池发电模式和电解制氢模式间切换,且工作温度为650~850℃,具有高品位余热回收利用的潜力,将固体氧化物电池用于热、电、氢联产可大幅提高设备利用率及能量利用效率。提出了光伏、光热驱动的固体氧化物电池热电氢联产系统,并耦合了蓄电池及熔盐蓄热保障系统连续稳定运行。以总成本最低为目标,构建系统容量配置及运行策略优化的混合整数线性规划模型,并基于品位对口、梯级利用的用能原则,采用夹点分析方法优化全系统多品位能流的梯级利用,揭示耦合系统物质和能量高效集成机理。针对某工业园区太阳能资源及热电氢需求实际案例,固体氧化物电池年满负荷运行小时数高于6 000 h,耦合系统平准化用能成本为0.28元/kW。 展开更多

关键词 可逆固体氧化物电池 热电氢联产 能量梯级利用 光伏 光热

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