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中低温固体氧化物燃料电池阴极界面改性研究进展
被引量：
5
1
作者
郑紫微
胡亮
+3 位作者
杨志宾
雷泽
葛奔
彭苏萍
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期3339-3350,共12页
在碳达峰、碳中和目标下,我国迫切需要提高煤炭的利用效率,降低CO_(2)排放。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将碳氢燃料的化学能直接转换为电能的高效、环境友好的电化学转化装置。传统SOFC运行温度较高(800~1 000℃),长期高温运行会导...
在碳达峰、碳中和目标下,我国迫切需要提高煤炭的利用效率,降低CO_(2)排放。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将碳氢燃料的化学能直接转换为电能的高效、环境友好的电化学转化装置。传统SOFC运行温度较高(800~1 000℃),长期高温运行会导致系统成本过高,关键材料性能衰减,以及组件间元素的互扩散、相反应等诸多问题。发展中低温SOFC已经成为未来SOFC技术发展的必然选择。然而,低温下,阴极缓慢的氧还原反应(ORR)动力学和不稳定性是制约SOFC技术发展的主要挑战。近年来,阴极界面改性作为一种提高中低温SOFC性能的有效策略得到广泛研究。通过设计不同的改性界面,可以显著加速阴极ORR动力学,有效地拓展阴极三相界面,提高阴极电催化活性,进而提高电池电化学性能;同时有效限制阴极颗粒长大,减少二次相生成,提高电池寿命。综述了界面改性的结构种类和特征(复合结构,膜状界面结构,骨架/表面涂覆结构),详细介绍了原子层沉积、脉冲激光沉积、湿法浸渍3种阴极界面改性技术,以及阴极界面改性对氧离子输运、氧还原反应活性以及稳定性的影响。最后,讨论了目前阴极界面改性技术存在的问题与挑战,以及克服这些问题的可能策略,为中低温SOFC阴极材料和结构的合理设计提供指导,为SOFC的实际应用奠定基础。
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关键词
固体氧化物燃料电池
阴极
界面改性
电催化性能
稳定性
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职称材料
质子交换膜燃料电池退化机制及寿命预测方法综述
被引量：
3
2
作者
章雷其
林沁
+5 位作者
刘敏
吴启亮
张雪松
赵波
胡亮
杨志宾
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期265-276,共12页
故障诊断与寿命预测是解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统寿命短、成本高的有效方法。综述了PEMFC系统的退化机制,包括质子交换膜、催化层、扩散层等各个组件的退化机理。从本征因素和外部因素两方面总结了影响PEMFC系统老化的影响因素...
故障诊断与寿命预测是解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统寿命短、成本高的有效方法。综述了PEMFC系统的退化机制,包括质子交换膜、催化层、扩散层等各个组件的退化机理。从本征因素和外部因素两方面总结了影响PEMFC系统老化的影响因素,特别是在运行管理过程中操作不当会加速PEMFC系统老化。介绍了表征PEMFC老化程度的常用退化性能指标,退化性能指标的选择对寿命预测方法的研究有重要意义,介绍了不同指标的优缺点以及适用情况。从模型驱动方法、数据驱动方法和混合驱动方法3方面介绍了常见的PEMFC系统寿命预测方法。模型驱动和数据驱动方法各有优缺点,混合方法可结合二者优点并提高预测的精度和准确性。最后展望了预测研究的未来发展方向。
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关键词
质子交换膜燃料电池
故障分析与寿命预测
剩余使用寿命
退化机制
退化性
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职称材料
题名
中低温固体氧化物燃料电池阴极界面改性研究进展
被引量：
5
1
作者
郑紫微
胡亮
杨志宾
雷泽
葛奔
彭苏萍
机构
中国矿业大学
(
北京
)
固体
氧化物
燃料
电池
研究
中心
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期3339-3350,共12页
基金
国家重点研发计划资助项目(2021YFE0107200)
国家自然科学基金面上资助项目(52072405)。
文摘
在碳达峰、碳中和目标下,我国迫切需要提高煤炭的利用效率,降低CO_(2)排放。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将碳氢燃料的化学能直接转换为电能的高效、环境友好的电化学转化装置。传统SOFC运行温度较高(800~1 000℃),长期高温运行会导致系统成本过高,关键材料性能衰减,以及组件间元素的互扩散、相反应等诸多问题。发展中低温SOFC已经成为未来SOFC技术发展的必然选择。然而,低温下,阴极缓慢的氧还原反应(ORR)动力学和不稳定性是制约SOFC技术发展的主要挑战。近年来,阴极界面改性作为一种提高中低温SOFC性能的有效策略得到广泛研究。通过设计不同的改性界面,可以显著加速阴极ORR动力学,有效地拓展阴极三相界面,提高阴极电催化活性,进而提高电池电化学性能;同时有效限制阴极颗粒长大,减少二次相生成,提高电池寿命。综述了界面改性的结构种类和特征(复合结构,膜状界面结构,骨架/表面涂覆结构),详细介绍了原子层沉积、脉冲激光沉积、湿法浸渍3种阴极界面改性技术,以及阴极界面改性对氧离子输运、氧还原反应活性以及稳定性的影响。最后,讨论了目前阴极界面改性技术存在的问题与挑战,以及克服这些问题的可能策略,为中低温SOFC阴极材料和结构的合理设计提供指导,为SOFC的实际应用奠定基础。
关键词
固体氧化物燃料电池
阴极
界面改性
电催化性能
稳定性
Keywords
solid oxide fuel cell
cathode
interface modification
electrocatalytic property
stability
分类号
TM911.4 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
质子交换膜燃料电池退化机制及寿命预测方法综述
被引量：
3
2
作者
章雷其
林沁
刘敏
吴启亮
张雪松
赵波
胡亮
杨志宾
机构
国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
中国矿业大学
(
北京
)
固体
氧化物
燃料
电池
中心
出处
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期265-276,共12页
基金
国网浙江省电力有限公司科技资助项目(B311DS221003)。
文摘
故障诊断与寿命预测是解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统寿命短、成本高的有效方法。综述了PEMFC系统的退化机制,包括质子交换膜、催化层、扩散层等各个组件的退化机理。从本征因素和外部因素两方面总结了影响PEMFC系统老化的影响因素,特别是在运行管理过程中操作不当会加速PEMFC系统老化。介绍了表征PEMFC老化程度的常用退化性能指标,退化性能指标的选择对寿命预测方法的研究有重要意义,介绍了不同指标的优缺点以及适用情况。从模型驱动方法、数据驱动方法和混合驱动方法3方面介绍了常见的PEMFC系统寿命预测方法。模型驱动和数据驱动方法各有优缺点,混合方法可结合二者优点并提高预测的精度和准确性。最后展望了预测研究的未来发展方向。
关键词
质子交换膜燃料电池
故障分析与寿命预测
剩余使用寿命
退化机制
退化性
Keywords
proton exchange membrane fuel cell
fault analysis and life prediction
remaining useful life prediction
RUL
degradation mechanism
degradation
分类号
X32 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
中低温固体氧化物燃料电池阴极界面改性研究进展
郑紫微
胡亮
杨志宾
雷泽
葛奔
彭苏萍
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
在线阅读
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职称材料
2
质子交换膜燃料电池退化机制及寿命预测方法综述
章雷其
林沁
刘敏
吴启亮
张雪松
赵波
胡亮
杨志宾
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
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