摘要火焰燃料电池是一种同时利用火焰产生的热量和燃料进行发电的一种固体氧化物燃料电 池，具有热电耦合的功能，它结构简单，燃料多样化，启动迅速。本文首先阐述了使用 溶胶凝胶法制备火焰燃料电池的阳极材料Fe2O3的过程。然后通过用Fe2O3与固体燃料褐煤 混合热解来模拟固体燃料在火焰燃料电池表面的反应来探究阳极表面的反应特性。通过 记录Fe2O3与褐煤混合热解失重曲线,与纯固体燃料热解的失重曲线对比，以及运用XRD手 段对Fe2O3与褐煤混合热解的反应产物进行分析，最后得出结论固体燃料褐煤在以Fe2O3为 阳极的火焰燃料电池阳极表面的反应特性为煤的热解和Fe2O3与煤的初级热解产物之间发 生的氧化还原反应的混合。77079

毕业论文关键词 火焰燃料电池 阳极材料 表面反应特性 固体氧化物燃料电池(SOFC) 溶胶凝胶 法

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title   the reaction characteristics of the anode surface of flame fuel battery。

Abstract Flame fuel cell is a solid oxide fuel cell which uses the heat of flame and fuel to generate electricity, possessing the function of thermoelectric coupling。 There is simple structure and various fuels in it which can start rapidly。 What is introduced in this paper that the process of preparing anode material of flame fuel battery through sol-gel method and explores the reaction mechanism of solid fuel on surface of flame fuel battery。 Meanwhile, What is simulated in this paper that the reaction of solid fuel on surface of flame fuel battery by conducting mixed pyrolysis of Fe2O3 and lignite, and recording its pyrolysis curve to compare with the pyrolysis curve with pure solid fuel as well。 Then, the thesis analyzes the reaction matter of mixed pyrolysis of Fe2O3 and lignite through XRD method to research the reaction characteristics of the anode surface of flame fuel battery。

Keywords  FFC  anode material  reaction characteristics  SOFC Sol-Gel

毕业设计说明书 第 I  页

目 录

1  绪论 1

1。1  研究背景 1

1。2 SOFC 简介 3

1。3 FFC 简介及其工作原理 7

1。4  本文研究目的和内容 11

2  实验方法 12

2。1  引言 12

2。2 阳极材料粉体的制备 13

2。3  固体燃料与阳极的反应 18

2。4 XRD 22

3  实验结果分析 25

3。1  固体燃料在阳极的反应分析 25

3。2  阳极反应特性分析 27

结 论 33

致 谢 34

参 考 文 献 35

1 绪论

1。1 研究背景

能源是经济发展的根本，没有能源产业的成长就没有当代文明。人类一直 进行着不懈的尝试去更高效地使用能源。使用能源的方式在历史上有过多次革 命性的变化，从原始的蒸汽机到汽轮机、高压汽轮机、内燃机、燃气轮机，每 一次能源使用方法的变化都极大地推进了当代文明的成长。随着当代文明的发 成长，人们逐渐领悟到传统能源的使用方法有两大弊病。一是传统的能源使用 方法给今天地球的环境造成了极大的废水、废气、废渣、废热和噪声的污染； 二是存储于燃料中的化学能必须首先转化成热能后才可以被转变成机械能或电 能，而且受卡诺循环及现代材料的限制，在机端所获得的效率只有33％-35％， 一半以上的能量白白地丧失掉了[1]。节能、合理使用能源与环境保护已成为2l 世纪的热门课题，而洁净能源的开拓势在必行。洁净能源是指其开发、使用对 环境无污染的能源，其包含可再生能源和其他新能源[1]。它洁净、高效等优 点，目前成为国际能源范围内的研究与开发热点，被称之为继水力、火力和核 能发电之后的第四种持续发电方式。洁净能源的发展创新将如改变人们生活习 俗的信息一样，以其高效率、无污染、建设周期短、易维护以及低成本的 潜力将引发21世纪新能源与环保的绿色变革。