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熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的制作和性能研究 被引量:3
1
作者 隋升 朱新坚 曹广益 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期64-66,共3页
采用铸带法制备电极 (阴极和阳极 )、电解质基材和片材等电池部件 ,并组装出电极面积为 140× 2 40mm2 的熔融碳酸盐燃料单电池和电池组 (由 8个单电池构成 )。研究了单电池在不同温度下工作性能以及多次热循环对电池性能的影响。... 采用铸带法制备电极 (阴极和阳极 )、电解质基材和片材等电池部件 ,并组装出电极面积为 140× 2 40mm2 的熔融碳酸盐燃料单电池和电池组 (由 8个单电池构成 )。研究了单电池在不同温度下工作性能以及多次热循环对电池性能的影响。结果表明 ,电池具有较好的输出性能和一定的耐冷热冲击能力。单电池与电池组的功率密度很接近 ,说明电池内的流场设计可行。分别以空气和氢气为氧化剂和燃料气体 ,在常压 ,6 5 0℃ ,电流密度 130mA cm2条件下 ,电池的功率密度接近 0 1W cm2 ,电池组输出峰值功率达到了 2 80W以上。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 热循环 电池输出性能 制作 电极 电解质
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熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)发电系统进展 被引量:4
2
作者 孙兴进 朱新坚 曹广益 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期303-307,共5页
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... 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 。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 电解质 电极 发电系统
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熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)用电解质组成
3
作者 邱绍坤 梁学红 +1 位作者 李淑文 麻森 《哈尔滨电工学院学报》 CSCD 1991年第3期220-230,共11页
本文对MCFC用电解质组成作了综合分析;介绍了熔融碳酸盐用于燃料电池的状况;从离子导电性,气体的溶解性和扩散性,表面张力和粘度,电极动力学,电解质的蒸气压,腐蚀性,支持体的稳定性等方面考察了电解质组成对电池性能及寿命的影响。
关键词 燃料电池 熔融碳酸盐 电解质
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整体煤气化熔融碳酸盐燃料电池(IG-MCFC)发电系统 被引量:1
4
《中国电力》 CSCD 北大核心 2009年第2期18-18,共1页
整体煤气化熔融碳酸盐燃料电池(IG—MCFC)发电系统是燃料电池发电技术与整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术相结合,形成整体煤气化燃料电池发电技术(IGFC),不仅使燃料电池发电的容量和效率增加.而且也可以使IGCC的发电效率提高... 整体煤气化熔融碳酸盐燃料电池(IG—MCFC)发电系统是燃料电池发电技术与整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术相结合,形成整体煤气化燃料电池发电技术(IGFC),不仅使燃料电池发电的容量和效率增加.而且也可以使IGCC的发电效率提高.既是MCFC大容量化的主要方向之一.也是21世纪洁净煤发电技术的一个重要方向。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 整体煤气化联合循环 发电系统 洁净煤发电技术 燃料电池发电 大容量化 mcfc 发电效率
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熔融碳酸盐燃料电池单体传热传质数值模拟 被引量:22
5
作者 杨华 肖云汉 +1 位作者 蔡睿贤 俞颐秦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第7期22-25,30,共5页
在分析熔融碳酸盐燃料电池性能的基础上 ,考虑了电池内的电化学反应、传热传质及电压———电流关系等影响因素 ,提出一套计算稳态条件下熔融碳酸盐燃料电池的温度与电流密度分布的数学模型。并利用它对不同气流方式 (叉流、顺流和逆流... 在分析熔融碳酸盐燃料电池性能的基础上 ,考虑了电池内的电化学反应、传热传质及电压———电流关系等影响因素 ,提出一套计算稳态条件下熔融碳酸盐燃料电池的温度与电流密度分布的数学模型。并利用它对不同气流方式 (叉流、顺流和逆流等 )的电池分别做了计算。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 单体传热传质 数值模拟 数学模型
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熔融碳酸盐燃料电池的计算流体力学模拟 被引量:2
6
作者 李文春 胡桂林 +2 位作者 刘永江 樊建人 岑可法 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1638-1643,共6页
为研究熔融碳酸盐燃料电池内发生的传热传质和电化学反应等物理化学过程,建立了一个三维数学模型.模型综合考虑了电池内的流体流动、传热、多组分传递、电化学反应及电压-电流关系等.利用计算流体动力学(CFD)技术对数学模型进行了数值... 为研究熔融碳酸盐燃料电池内发生的传热传质和电化学反应等物理化学过程,建立了一个三维数学模型.模型综合考虑了电池内的流体流动、传热、多组分传递、电化学反应及电压-电流关系等.利用计算流体动力学(CFD)技术对数学模型进行了数值模拟计算,得到了不同流动形式(顺流、逆流和叉流)电池内的温度和组分的体积分数等的详细的空间分布,分析和讨论了相应的传递机理.结果表明阴极的出口温度大于阳极,且逆流方式有利于降低出口温度;化学反应速度主要取决于阳极燃料气体的体积分数. 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池(mcfc) 计算流体动力学(CFD) 传热传质 数值模拟
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熔融碳酸盐燃料电池动态特性的研究 被引量:43
7
作者 翁史烈 翁一武 苏明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第7期168-172,200,共6页
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... 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-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。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 动态特性 热力学特性 质量平衡原理 电解质 数学模型
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熔融碳酸盐燃料电池发电系统研究进展与展望 被引量:6
8
作者 王洪建 许世森 +3 位作者 程健 张瑞云 王鹏杰 任永强 《热力发电》 CAS 北大核心 2017年第5期8-13,共6页
介绍了目前熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)发电系统的发展现状,主要针对热电联产系统、混合发电系统以及用于CO_2捕集的MCFC系统进行了总结,讨论分析了不同系统的结构特点、应用现状以及未来发展前景。目前,MCFC热电联产系统发电效率47%~60%... 介绍了目前熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)发电系统的发展现状,主要针对热电联产系统、混合发电系统以及用于CO_2捕集的MCFC系统进行了总结,讨论分析了不同系统的结构特点、应用现状以及未来发展前景。目前,MCFC热电联产系统发电效率47%~60%,热电联产效率80%~90%;MCFC混合发电系统发电效率>55%,其中MCFC与微型燃气轮机组成的底层循环发电系统是发展的主流方向;基于MCFC的CO_2捕集系统的CO_2捕集率可达77%。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐 燃料电池 mcfc 电池 热电联产 混合发电 CO2捕集 发电效率
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熔融碳酸盐燃料电池-燃气轮机混合动力系统特性分析 被引量:13
9
作者 陈启梅 翁一武 +1 位作者 朱新坚 翁史烈 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期94-98,共5页
文中研究了由熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和燃气轮机组成的混合动力系统。在设计点工况下,MCFC电堆的发电量占系统总发电量的80%,剩下20%的电量由燃气轮机提供。文章在混合动力系统动态数学模型的基础上,结合系统运行的具体过程,通过计算... 文中研究了由熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和燃气轮机组成的混合动力系统。在设计点工况下,MCFC电堆的发电量占系统总发电量的80%,剩下20%的电量由燃气轮机提供。文章在混合动力系统动态数学模型的基础上,结合系统运行的具体过程,通过计算分析,对混合动力系统的动态特性进行了研究。结果表明:当混合动力系统的供给燃料流量变化时,混合动力系统内部各参数均会发生显著的动态变化,从而影响混合动力系统中各部件的运行性能,导致混合动力系统的效率下降。此外,由于各部件之间复杂的相互作用,混合动力系统的负荷响应速度较慢。研究结果还表明,由于供给燃料发生变化而引起的燃气轮机转速的改变,有利于改善混合动力系统的变工况性能。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 燃气轮机 混合动力系统 数学模型 动态特性
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熔融碳酸盐燃料电池研究 被引量:7
10
作者 李乃朝 衣宝廉 +4 位作者 孔莲英 张恩俊 林化新 曲天锡 程英才 《电化学》 CAS CSCD 1996年第1期89-95,共7页
以烧结Ni作电极,以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,试验了各种工作条件对电池性能的影响,电池经多次启动性能无衰减。放电电流密度100mA/cm2,电池电压0.95V;... 以烧结Ni作电极,以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,试验了各种工作条件对电池性能的影响,电池经多次启动性能无衰减。放电电流密度100mA/cm2,电池电压0.95V;放电电流密度125mA/cm2,电池输出功率114mW/cm2;燃料气利用率80%,电池能量效率61%。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐 燃料电池 电池性能 输出功率
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熔融碳酸盐燃料电池性能的研究 被引量:7
11
作者 林化新 张恩浚 +1 位作者 孔连英 曲天锡 《电池》 CAS CSCD 北大核心 1997年第3期110-113,共4页
用流铸法制备的膜组装熔融碳酸盐燃料电池,组装可靠,重复性好。电流密度在150mA/cm^2,电压在0.90V以上;在200mA/cm^2时,输出能量密度为147mW/cm^2。考察了反应气压差,组装压力,燃料气和氧化剂利用率及温度对性能的影响,并进行了讨论。
关键词 熔融碳酸盐 燃料电池 输出能量密度
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熔融碳酸盐燃料电池阴极材料的水基流延制备 被引量:2
12
作者 王茂华 汤庆华 庄志军 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期928-930,共3页
水/乙醇取代传统具有毒性的有机溶剂,采用水基流延工艺制备多孔NiO阴极,研究造孔剂尿素和活性炭的添加量对孔隙率的影响。通过对电极孔隙率测定以及扫描电镜(SEM)分析,结果表明水基流延法能够制备出质地均匀的NiO电极,当活性炭与Ni的质... 水/乙醇取代传统具有毒性的有机溶剂,采用水基流延工艺制备多孔NiO阴极,研究造孔剂尿素和活性炭的添加量对孔隙率的影响。通过对电极孔隙率测定以及扫描电镜(SEM)分析,结果表明水基流延法能够制备出质地均匀的NiO电极,当活性炭与Ni的质量比为0.075时,NiO电极孔隙率达到最大值66.6%;而当尿素与Ni的质量比为0.05时,NiO电极最大孔隙率则达到了60.1%。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池(mcfc) 氧化镍 流延法 孔隙率
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千瓦级熔融碳酸盐燃料电池组启动与性能 被引量:4
13
作者 林化新 周利 +4 位作者 衣宝廉 何长青 张恩浚 张华民 程谟杰 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期142-145,共4页
采用内公用管道和高温胶来组装52节电池组,以缓慢又均匀升温和通氧燃烧电池组隔膜中的有机物,电池组成功运行。反应气压为0 5MPa,反应气利用率为20%,在150mA/cm2电流密度下放电,电池组稳定输出功率为1025 48W。反应气压升高,电池组热电... 采用内公用管道和高温胶来组装52节电池组,以缓慢又均匀升温和通氧燃烧电池组隔膜中的有机物,电池组成功运行。反应气压为0 5MPa,反应气利用率为20%,在150mA/cm2电流密度下放电,电池组稳定输出功率为1025 48W。反应气压升高,电池组热电效率提高;放电电流密度升高,其热电效率反而降低。 展开更多
关键词 千瓦级熔融碳酸盐燃料电池 隔膜 热电效率 启动 电池性能
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熔融碳酸盐燃料电池隔膜及单电池寿命 被引量:4
14
作者 周利 林化新 +3 位作者 程谟杰 何长青 衣宝廉 张华民 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期24-27,共4页
采用数学模型推算了熔融碳酸盐燃料电池隔膜寿命,并进行了单电池运行稳定性试验。从电池隔膜阻气能力及离子传输能力两方面,提出以其最大阻气压力差Δp≥0.1MPa,孔隙率满足40%≤η≤70%作为其寿命指标。通过电池最大孔径测试法和隔膜模... 采用数学模型推算了熔融碳酸盐燃料电池隔膜寿命,并进行了单电池运行稳定性试验。从电池隔膜阻气能力及离子传输能力两方面,提出以其最大阻气压力差Δp≥0.1MPa,孔隙率满足40%≤η≤70%作为其寿命指标。通过电池最大孔径测试法和隔膜模拟烧结孔隙率测试法,建立数学模型,推算出烧结时间为40000h所对应的隔膜最大孔径为0.9332μm,孔隙率为66.7%,皆小于其寿命指标值,这也说明,隔膜寿命超过40000h。单电池1000h寿命试验结果表明,以H2作燃料,电池性能稳定;以模拟煤气作燃料,电池性能快速衰减,主要由所发生的副反应引起。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 隔膜 电池寿命 电解质 数学模型
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熔融碳酸盐燃料电池电解质管理 被引量:5
15
作者 王鹏杰 程健 +3 位作者 张瑞云 王洪建 任永强 许世森 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第12期42-45,共4页
电解质管理是熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的核心技术之一。本文针对MCFC中电解质管理问题,提出了隔膜焙烧的首次启动升温策略,即采用热压法制备电解质膜片,在电池组装之前对电解质膜片进行预处理,将电解质膜片置于马弗炉中在260℃下恒... 电解质管理是熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的核心技术之一。本文针对MCFC中电解质管理问题,提出了隔膜焙烧的首次启动升温策略,即采用热压法制备电解质膜片,在电池组装之前对电解质膜片进行预处理,将电解质膜片置于马弗炉中在260℃下恒温处理5h,在隔膜焙烧的重要阶段100~450℃区间,将其升温速率控制在0.5℃/min。采用该策略制备的电解质膜片组装了225cm2 MCFC单电池,其性能测试结果表明,使用纯氢燃料时,电池性能良好,最大输出功率密度可达85.2mW/cm2。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 电解质 膜片 隔膜 性能测试
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熔融碳酸盐燃料电池发电试验研究 被引量:8
16
作者 程健 许世森 舒凯 《热力发电》 CAS 北大核心 2010年第6期11-13,20,共4页
概述了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的结构和关键部件的功能及制备方法,组装了200mm×200 mm的MCFC单电池,电流密度最高可达到0.1 A/cm2。在单电池试验成功的基础上,设计加工了560 mm×400 mm的MCFC双极板,并组装了300 W的电池堆,... 概述了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的结构和关键部件的功能及制备方法,组装了200mm×200 mm的MCFC单电池,电流密度最高可达到0.1 A/cm2。在单电池试验成功的基础上,设计加工了560 mm×400 mm的MCFC双极板,并组装了300 W的电池堆,电池堆最高电压3.3 V,平均电压2.8 V,最大电流达到120 A,最大功率达到200W。试验结果验证了所设计的大面积双极板的性能,为研制10 kW级MCFC提供了经验。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐 燃料电池 发电 电池 电池 电流密度 双极板
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熔融碳酸盐燃料电池隔膜材料和电池的开发 被引量:3
17
作者 周利 程谟杰 +3 位作者 林化新 何长青 张华民 衣宝廉 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期171-173,共3页
叙述了大连化学物理研究所在熔融碳酸盐燃料电池隔膜材料及电池方面的研究进展 ,结合自己工作及国际研发动态 ,提出对熔融碳酸盐燃料电池的研发要集中于其关键部件 。
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 隔膜材料 电池 开发
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熔融碳酸盐燃料电池实验研究 被引量:6
18
作者 于立军 曹广益 朱新坚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期1250-1252,共3页
熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)是第 2代燃料电池 ,工作温度 650°C.组装了 1 2 cm× 1 0 cm的 MCFC单体电池 ,开发了电池的关键材料、烧结及升温程序 .电池以多孔陶瓷板材料 γ- Li Al O2 作为电解质支持体 ,其厚度为 0 .8mm,孔径... 熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)是第 2代燃料电池 ,工作温度 650°C.组装了 1 2 cm× 1 0 cm的 MCFC单体电池 ,开发了电池的关键材料、烧结及升温程序 .电池以多孔陶瓷板材料 γ- Li Al O2 作为电解质支持体 ,其厚度为 0 .8mm,孔径分布 0 .1~ 0 .8μm,孔隙率 50 % ;阴极采用多孔板 Ni,厚度为 0 .8mm,平均孔径为 1 2 μm,孔隙率 55% ;阳极采用多孔板 Ni,厚度为 0 .8mm,平均孔径为 8μm,孔隙率 50 % .电池的开路电压达到 1 .1 0 V,电流密度达到 1 2 0 m A/cm2 ,工作时输出电压为 0 .65~ 0 .70 V,输出功率 5~ 1 0 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 工作电压 开路电压 孔隙率 电压电流特性 电流密度
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千瓦级熔融碳酸盐燃料电池的实验研究 被引量:5
19
作者 于立军 袁俊琪 曹广益 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1391-1393,1401,共4页
研制了千瓦级熔融碳酸盐燃料电池.该电池以多孔陶瓷板材料γ-LiAlO_2作为电解质支持体,其厚度为0.8 mm,孔径分布0.1~0.8μm,孔隙率 50%;阴极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,平均孔径为12μm,孔隙率55%;阳极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,... 研制了千瓦级熔融碳酸盐燃料电池.该电池以多孔陶瓷板材料γ-LiAlO_2作为电解质支持体,其厚度为0.8 mm,孔径分布0.1~0.8μm,孔隙率 50%;阴极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,平均孔径为12μm,孔隙率55%;阳极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,平均孔径为8μm,孔隙率50%,千瓦级电堆由24cm×14cm的30个单体电池组成,电池内部采用顺流型气道.该电堆最大电压达到 34 V,最大输出功率为 1.1kW. 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 电堆 输出功率
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熔融碳酸盐燃料电池关键部件匹配与性能诊断 被引量:2
20
作者 程健 郭烈锦 +2 位作者 许世森 张瑞云 李晨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第S1期101-107,共7页
为研究熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)电极、隔膜与碳酸盐电解质的匹配关系,以及关键部件匹配关系的评价方法,用流延法制备了固含量25%~40%的-LiAlO2隔膜,固含量35%和45%的电解质碳酸盐膜。将不同固含量的偏铝酸锂隔膜、碳酸盐膜与镍多孔电... 为研究熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)电极、隔膜与碳酸盐电解质的匹配关系,以及关键部件匹配关系的评价方法,用流延法制备了固含量25%~40%的-LiAlO2隔膜,固含量35%和45%的电解质碳酸盐膜。将不同固含量的偏铝酸锂隔膜、碳酸盐膜与镍多孔电极组装成单电池,通过在烧结过程中测定电池开路电压的方法测试电池的性能,并对实验结果进行了计算和理论分析。实验结果表明:固含量40%的-LiAlO2隔膜,固含量45%的碳酸盐与多孔电极组装的电池具有良好的性能。计算分析结果表明,碳酸盐与隔膜的固含量质量比达到1.16时,电池性能最优。由于烧结过双电层的存在,电池的烧结过程伴随着开路电压的变化,可通过开路电压的变化趋势预测电池的性能。 展开更多
关键词 熔融碳酸盐燃料电池 关键部件 匹配 电池性能 开路电压
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