氨燃料质子陶瓷燃料电池的制备及优化文献综述

 2023-06-03 14:32:26

文献综述

文 献 综 述1.引言能源是人类活动的最重要的资源,并且是人类社会赖以发展的基础。

现今人类所使用的能源大部分来自于化石燃料,而化石能源的广泛使用已经造成了一系列棘手的环境问题,例如二氧化碳、氮氧化物、含硫化合物以及灰尘颗粒物等污染物急剧增多,对气候以及人民的健康产生了巨大的威胁等[1-2]。

为了缓解人们对化石能源的过度依赖,减轻其引起的全球性环境问题,我们需主要关注以下两个方面。

一是积极发展新能源,如风能、太阳能和地热能等。

二是提高对化石能源的利用效率,如开发高效率的能量转化技术,以降低燃料消耗,同时减少污染物的排放;通过现代催化技术把传统化石能源如煤和石油转化成高附加值的化学产物或是使用新的催化技术如可见光催化、电催化将化石能源产生的CO2转化成甲烷或CO,进行重新利用等[3]。

2.固体氧化物燃料电池近年来,固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells, SOFCs)由于其能量转换率高、不受卡诺循环限制、产物无污染、系统安全性高、热电联产等优点,对优化能源结构、减少环境污染、促进相关高新技术产业的发展等方面都有着积极的影响[4],已成为现今国际上研究的热点。

固体氧化物燃料电池由疏松多孔的阳极及阴极材料与致密的电解质材料组成,根据其导电离子的种类不同可将SOFCs分为氧离子传导型(O-SOFCs)与质子传导型(H-SOFCs)[5]。

氧离子传导型SOFC的工作原理如下:向燃料电池阴极一侧通入氧化剂,通入阴极的O2在电化学作用下解离生成O2-,在氧浓度梯度下,O2-通过电解质向阳极传输。

与此同时,向燃料电池阳极一侧通入燃料(一般为H2或氢载体),燃料在阳极表面与传输至阳极的O2-反应生成H2O与电子,电子传输至外电路,由阳极定向移动至阴极形成电流,循环输出电能。

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