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)域量相對于微米級顆粒有了可觀的提高；同時，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算分析了三元納米混合顆粒電極顆粒組分比對電極微觀參數(shù)的影響；使用有限元方法建立了一個三元納米混合顆粒合成電極的Button電池二維模型，并用之對不同顆粒組分比的影響進行了模擬。
　　 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,