一、接近实用化的燃料电池的发电技术（论文文献综述）
常希望[1]（2021）在《固体氧化物燃料电池关键材料规律研究及优化设计》文中研究说明固体氧化物燃料电池（SOFC）具有全固态结构、可使用碳氢燃料、综合转化效率高等优势,在众多新能源设备中得到了特别的关注,已部分应用于分布式电站中。然而,较高的工作温度带来了一些问题,如设备老化较快,密封困难等,碳氢燃料的使用,引起了阳极碳沉积、硫中毒等问题,此外还有阴极CO2中毒等问题。SOFC已经进入实用化阶段,不仅需要对单一材料进行优化,而且需要阳极,阴极和电解质各部件之间配合,这就是燃料电池的整体优化设计的问题。本文针对三大类关键材料的综合性质与成份规律进行了系统的研究。根据大数据统计结果显示,金属氧化物是目前最受关注的阳极金属催化剂相关材料体系,通过第一性原理计算,研究了多种金属元素在高温、强还原性气氛等阳极工作条件下的状态及其与关键性能的关系,并通过实验数据分析,确定了以NiO-CoO为中心优化区域,通过理论计算,分析了其形成的本质原因应该是能隙及体模量都处于适中偏低的范围;SrBO3系列钙钛矿结构材料可作为阴、阳极材料,也很引人注目,B位元素对结构稳定性的影响值得研究,通过量子力学总能量比较,以及结合实验大数据分析,确定了B位元素成份中以Mo-Fe-Co为中心的三类优化区域,理论计算结果也揭示出典型体系的电学性能差异是这一区域形成的内在原因,即氧空位形成能及离子迁移能较低,以及具有较小的能隙等;再者,以电解质材料为研究对象,对结构不同的电解质材料“基因”规律进行了研究,采用大数据分析了禁带宽度与稳定性的关系,利用理论计算分析了电子结构与离子迁移能力的关系,以这两种关系为基础,得到了 CeO2,ZrO2及镓酸镧等五种不同结构、不同成份的体系之间稳定性及关键性能的相对趋势,并对其内在原因进行了探讨。此外,还对LaSrCoO4及PrBaMn2O5两类性能表现良好的阴极材料的氧离子传输机理进行了研究,分析了不同结构对离子迁移性能的影响。通过以上对不同材料由不同研究模式所得的材料规律初步探索,我们总结得出:SOFC各材料的稳定性与功率相互制约,整体优化的基本模式是围绕着材料稳定性与综合性能的关系进行研究,所得到的三个材料规律是SOFC目前丰富的材料研究经验中精华的反映,也是燃料电池整体优化设计的理论依据,利用这些规律,本文讨论了燃料电池整体优化的基本原则,为SOFC关键材料的研究提供了较为现实的新的理论思路。
王源慧[2]（2021）在《直接氨燃料电池中的阳极催化剂的研究》文中研究说明固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种将燃料中的化学能高效转化电能的能源转化装置,具有高效率、低排放、燃料适用性广等优点,在分布式发电、制氢储能、车辆船舶增程供电等领域有广泛的应用前景。氢能是我国能源发展战略的重要方向。然而现阶段氢气的规模化储存和运输技术尚未成熟,相关基础设施建设欠缺,且纯氢燃料成本仍然较高,限制了氢能产业的推广。氨气极易被压缩,含氢量高（17.8 wt%）,是一种低成本的无碳燃料。相比于纯氢燃料,液氨在生产、运输和安全等方面有着很大的优势。SOFC各部件在一定浓度的氨气中具有很好的化学稳定性,且SOFC工作温度（600～800℃）与氨气催化分解温度（>400 ℃）重合,因此SOFC可以直接以氨气高效发电。前期报道已经证实了氨燃料SOFC具备较好的发电性能,而其长期耐久性和热循环稳定性相关研究很少。在SOFC以氨气发电时,氨气进入阳极材料,发生催化分解反应与电化学反应。因此影响NH3-SOFC性能与耐久性的关键在于阳极材料。传统的SOFC阳极通常为Ni基陶瓷材料,当氨气进入SOFC时首先在阳极热分解为氢气和氮气,产生的氢气参加电化学反应并产生电能。由于氨气在传统的Ni基阳极的氨分解催化活性不高,进入阳极的氨气会与Ni金属发生氮化反应,不仅使阳极的催化活性降低,而且会破坏阳极的微观结构,最终使电池性能迅速衰减。因此,提高阳极的氨分解催化活性是改善氨燃料SOFC性能和耐久性的十分重要的环节。为了推动NH3-SOFC的实用化,本论文以提升其性能与耐久性为目标,主要围绕氨燃料SOFC阳极的氨分解催化特性、电化学特性、耐久性开展研究,主要内容与结论可分为以下四部分:（1）以Y2O3-ZrO2（YSZ）体系的商用平管式对称SOFC（Double cathode flat-tude solid oxide fuel cell,DSC）为研究对象,系统研究其在氨燃料条件下,燃料种类、燃料流量、温度、运行工况等因素对DSC发电性能和耐久性的影响。DSC较厚的阳极支撑体（0.49 mm）和电极结构使其具有的较高的结构强度,可以抵抗高温SOFC工作条件下的氧化还原环境。同时DSC特殊的中空孔道结构,可为氨气提供一个内反应器,从而使氨气在阳极孔道内高效分解。当DSC通入氨气燃料时,在750℃下的阳极氨转化率为83%,其对应的电池性能为:0.8 V的电压下的功率密度为195 W cm-2,与同等条件下的氢气燃料的功率密度基本接近(198 W cm-2)。随着温度的降低,阳极氨转化率降低,且氨气与氢气的电池性能差异随温度的降低而增加。我们也探讨了氨气流速对电池性能的影响,实验结果发现氨气流速越快,阳极氨转化率越低,电池性能降低。同时对氨气燃料下的DSC在750℃下进行120h的恒流放电耐久性测试,电池电压未发现明显的衰减。此外,对以氨为燃料的DSC在550～750℃之间进行热循环测试,结果表明氨燃料DSC在经历连续15次的热循环测试后,氨燃料电池性能未出现明显的变化。与传统的平板式SOFC相比,以氨气为燃料的DSC的热循环稳定显着提高,更符合SOFC的实际运行工况。另外,通过建立基于DSC真实结构的三维多场耦合数值计算模型对DSC内部的氨分解过程进行模拟,可以发现DSC的特殊结构更有利于氨燃料SOFC的稳定运行。（2）发展在低温区间（<600℃）具备高氨分解催化活性的催化剂。采用YSZ为原始材料通过一步浸渍法制备了Ni/Ba（Zr,Y）O3（Ni/BZY）,系统研究了Ni/BZY催化剂中Ni、Ba含量以及烧结温度等因素对氨分解催化活性的影响。当Ni/BZY催化剂中Ni的含量为30 wt%,Ba的含量为20 wt%,烧结温度为900℃时,氨分解转化率在560℃可达到100%。从氨分解动力学分析表明Ni/BZY催化剂的氢气反应级数为-0.07,低于绝大多数Ni基催化剂,“氢中毒效应”被显着抑制从而表现出优异的氨分解催化活性。此外,由H2-TPR和TPD实验分析可得Ni与BZY之间存在较强的相互作用,且质子导体BZY具有一定的储氢能力,这对氨分解催化性能的提升也有很大的贡献。在上述实验的基础上,我们提出了从Ni到BZY载体的“氢溢流机制”。（3）为了进一步提高氨燃料SOFC阳极的氨分解催化活性,利用DSC电池的结构优势,在阳极中空孔道中直接内置氨分解催化剂,研究其在氨燃料下的电池性能和耐久性。在DSC中分别内置Ni/YSZ和Ni/BZY催化剂,在750℃下二者阳极的氨转化率分别为100%和95%,其对应的氨燃料电池性能与氢燃料电池性能基本相等。然而在650℃,DSC内置Ni/BZY催化剂的阳极氨转化率和电池性能高于显着高于内置Ni/YSZ催化剂。同时相比于DSC未放置催化剂,DSC内置Ni/BZY催化剂表现出优异耐久性。此外我们对DSC内置催化剂的氨分解催化过程进行模拟,相比于未加催化剂的DSC,电池内部的温度场和浓度场发生明显变化。此研究表明DSC内置催化剂可以作为一种高效便捷的方法去提高阳极氨分解活性,进而提升氨燃料电池性能和耐久性,对碳氢燃料SOFC以及SOFC电解等领域具有借鉴意义。（4）针对DSC的独特阳极结构,通过原位浸渍法在多孔Ni/YSZ阳极表面合成BZY相以增强其催化性能。在Ni/YSZ阳极表面浸渍不同含量的Ba并高温烧结。系统研究了合成制备参数对阳极微观结的影响,并考察了Ba修饰的Ni/YSZ在氨气和甲烷燃料条件下的性能与长期耐久性。结果表明当Ba含量为3 wt%时,在Ni/YSZ阳极表面生成BZY相;相比于未改性的Ni/YSZ,3%Ba-Ni/YSZ阳极在氨燃料下催化性能大幅提升（83%→95%@750℃）。同时随着Ba含量增加至6 wt%,阳极氨分解催化活性和电池性能降低,这是由于过多的Ba破坏了Ni/YSZ的阳极结构。以3%Ba-Ni/YSZ为阳极的DSC氨气燃料下的耐久性优于Ni/YSZ阳极,在350 h内电池性能几乎无衰减。另一方面,3%Ba-Ni/YSZ为阳极的DSC在干甲烷燃料中阳极催化活性增强,在750℃下甲烷转达率达到了100%,且在750℃和150m A cm-2的恒定电流密度下使用纯甲烷燃料可以稳定发电40 h,电池表现出优异的抗积碳性性能。通过密度泛函计算（DFT）分析氢气在3%Ba-Ni/YSZ材料表面的吸/脱附特性。计算结果表明,Ni/BZY和Ni/YSZ体系相比较,氢气和氨气在BZY载体表面的吸附能高于在YSZ或者Ni表面的吸附能。同时,氨分解动力学结果表明3%Ba-Ni/YSZ阳极的氢气反应级数（-0.08）小于Ni/YSZ阳极（-1.05）。以上结果有力支持了我们提出的氢溢流假说,即氢从Ni向BZY载体的“溢流效应”减少了其在Ni表面的吸附,从而抑制了Ni催化剂表面的氢中毒效应,提升了对脱氢反应的催化活性。
孙怡[3]（2020）在《高级氧化技术的阳极强化及耦合生物法处理难降解有机废水》文中进行了进一步梳理难降解有机废水因其高环境危害性和顽固性成为环保领域难题。基于原位自由基生产的高级氧化技术是处理难降解有机废水最为有效的方法之一,然而其实际应用仍存在高能耗和高成本缺点,一方面需要发展高性能可实用化高级氧化方法,其中电化学高级氧化技术（Electrochemical Oxidation Process,EAOPs）因其高效、多功能、操作简单和易扩大化等优点具有广阔实用前景,阳极成本、性能和稳定性很大程度上决定了EAOPs的成本、效率和工作寿命,然而无可实用化阳极材料是限制电化学高级氧化技术应用的瓶颈因素;另一方面需要发展低成本的高级氧化法与生物法耦合处理技术及应用。在已开发的阳极材料中,锑掺杂二氧化锡（Ti/Sn O2-Sb）电极具有产羟基自由基能力,低成本,环境友好,易制备等优点,是潜在理想的EAOPs阳极材料,然而存在使用寿命短问题。针对Ti/Sn O2-Sb电极失效机理尚不明确,本文首先探究了未掺杂和Pd掺杂电极失效机理,催化层脱落和溶解损耗、形成氢氧化锡钝化层、掺杂Sb元素选择性析出是导致电极失效主要原因,策略如Pd掺杂通过减缓这些因素可有效延长电极使用寿命,然而Pd掺杂会损害电极产自由基性能,掺杂Pd元素的选择性析出造成Pd掺杂电极失效,传统Ti/Sn O2-Sb电极预测使用寿命仅为0.016年。针对传统电沉积法制备Ti/Sn O2-Sb电极存在镀层质量差问题,本文提出了低共熔溶剂电沉积和柠檬酸亚锡络合物后处理技术,分别通过电沉积过程中和后处理过程强化,减少镀层缺陷,提高镀层质量,制备电极降解亚甲基蓝（Methylene Blue,MB）动力学速率分别提高0.7和1.5倍,电极寿命分别提高2.2倍和10.9倍,预测寿命提升至0.058年和0.23年,两种方法均操作简单,无毒无害,绿色环保。然而制备电极寿命仍不能满足实际应用需求,传统二维钛片基底低负载能力和传统制备方法低负载效率是限制进一步提升电极寿命关键。基于此,本文在提出了一种创新的溶剂热过程电极制备技术,并筛选泡沫钛作为电极基底,制备得到高有效负载量,高稳定性和高活性的三维泡沫钛基底f-Ti/ATO-3D电极,电极降解MB速率提高了1.2倍,预测寿命达到了1.57年,是传统p-Ti/ATO电极的约98倍;在此基础上引入Ni掺杂,制备的f-Ti/ATO-Ni电极同时拥有优异的生产OH·和O3性能,其产OH·性能优于商业硼掺杂金刚石薄膜电极,同时O3库伦效率达到21%,第一性原理计算结果显示Ni掺杂能够增加掺杂Sb原子费米能级附近电子态密度,提高电极电化学活性,同时降低电极产O3过电势,促进电极臭氧生产,此外Ni元素掺杂能够提高表面Sn,Sb原子析出能,延缓元素析出提高电极寿命,f-Ti/ATO-Ni电极预测使用寿命达到17.6年,是目前报道最长锑掺杂二氧化锡电极寿命,能够满足实际应用降解和稳定性需求。针对单一高级氧化技术处理实际复杂难降解有机废水时间久,能耗高问题,本文提出了三种高级氧化和生物耦合水处理技术:（1）利用开发的高效长寿命阳极深度处理印染污水处理厂排放出水,达到可再生利用工业用水标准（GB/T19923-2005）处理能耗仅为1.36KWh m-3,实地连续流运行180天,降解性能稳定;（2）面向垃圾渗滤液废水,提出了微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）和EAOPs耦合处理技术,强化MFC过程将垃圾渗滤液COD从初始约28742 mg L-1下降到约2192 mg L-1,随后经EAOPs过程COD下降到200 mg L-1以下,处理能耗约为85 KWh m-3;（3）面向高浓度的MB染料废水,提出了等离子体氧化耦合MFC处理策略,等离子体处理10 min,300 mg L-1MB废水BOD5/COD比值从0.04上升到0.38,对大肠杆菌生长抑制率从85.5%下降到27.9%,进一步经过MFC处理,TOC矿化率从23.2%提高到63%,耦合过程矿化能量消耗为0.143 KWh g TOC-1,仅为等离子氧化过程的41.8%。高级氧化与MFC耦合工艺可实现高效处理难降解有机废水同时降低处理能耗。
李晓乐[4]（2020）在《日本新能源产业政策研究》文中提出能源,作为基础性生产生活资料,对一国经济增长与社会发展起着至关重要的作用。在后石油危机时代与全球应对气候变暖时代相叠加的现今,新能源凭借可持续、环保性、广泛分布等优势,在世界各国寻找化石能源替代能源进程中备受广泛关注。本文以日本新能源产业为研究对象,重点探究其支持政策体系在推进日本新能源开发利用过程中发挥的引导作用。并立足我国能源经济现实国情,旨在为我国新能源产业支持政策体系的优化调整提供借鉴与启示。发展好新能源产业对于我国深化供给侧结构性改革,加快实现经济高质量转型,打赢“三大攻坚战”都具有十分重要的战略意义。本研究在理清日本政府不同阶段对“新能源”概念的界定与对象范围演变的基础上,考察了新能源在日本一次能源体系中的地位及其主要利用形式,并结合新能源的特征,概观了世界新能源产业的发展趋势与前景。从日本国内和国际两个视角出发全面阐述了日本新能源产业的发展背景,系统梳理了日本新能源产业政策的历史演变,具体剖析了日本促进新能源普及扩大的战略目标规划、以及日本新能源产业发展现状。重点研究了日本包括RPS制度、FIT制度、补贴政策、优惠税制、新能源电力电网接入技术对策、新能源汽车支持政策以及民间支援举措在内的新能源产业支持政策体系,并总结了相关政策的推进机制。运用实证手法探讨了日本新能源产业发展的影响因素,并结合日本电力市场改革进程对日本RPS制度与FIT制度实施的政策效果进行客观评价。充分对比了中日两国新能源产业的发展路径与支持政策,立足我国国情,提出日本新能源产业支持政策与发展模式对我国的借鉴与启示。通过系统研究与分析,本文认为日本在推进新能源产业发展的政策规划与实施方面存在诸多成功之处。主要表现为,建立了较为完整的新能源产业支持政策体系,起步时期十分重视对新能源核心技术研发的战略规划与支持,不同发展阶段相关支持政策的实施均有强有力的法律法规体系支撑,政策工具多样,且政策之间衔接与协调性较好,不同时期政策重点鲜明,目标规划清晰,重视政府调控与市场机制发挥相结合,并根据不同时期国际与国内能源经济环境变化适时做出政策调整。尽管我国与日本在资源能源禀赋、能源市场环境以及政策推进体制等方面存在诸多差异,但本文认为日本新能源产业支持政策体系对我国有很大的借鉴意义。我国必须坚持发展新能源产业的道路自信与制度自信,结合日本经验推动我国新能源产业向更高水平更高质量的方向发展。
任欢[5]（2017）在《碱性聚电解质燃料电池Fe/N/C阴极催化剂研究》文中进行了进一步梳理质子交换膜燃料电池（PEMFC）对稀缺贵金属Pt的依赖是制约其实用化发展的关键原因,碱性聚电解质燃料电池（APEFC）概念的提出可从根本上解决这一难题。在电化学体系由酸性向碱性环境转换过程中,催化剂的选择类型得到极大拓展,尤其在阴极氧还原反应（ORR）中,许多非贵金属催化剂可以得到应用。这其中,在碱性环境下具有高催化活性及稳定性的铁、氮共掺杂碳基材料（Fe/N/C）是最有可能替代Pt被应用到实际APEFC器件中的阴极催化剂。然而,在溶液单电极测试中具有优异ORR催化能力的Fe/N/C材料在APEFC测试中并未体现出与之活性相匹配的全电池性能。通过对若干自制Fe/N/C催化剂的本征ORR活性、物理化学特征与单电池性能进行比较,并对催化剂与碱性聚合物间的相互作用进行分析,本论文探究了 Fe/N/C在APEFC中的适用性问题,并在此基础上对催化剂的合理化设计提出了建议。具体内容与结果如下:1.通过DMF/乙醇溶剂热替代水热反应完成对腺苷分子的碳化过程,Fe3+的强水解及腺苷的断键过程被有效抑制,经后处理优化得到的C-FeN-sovol较水热法所得C-FeN·具有更高的Fe、N掺杂度。在两者形貌未有明显差异的前提下,C-FeN-sovol在1 M KOH的RDE测试中所得ORR半波电位（E1/2 = 0.895 V vs.RHE）较C-FeNN正移20mV,将两者作为阴极催化剂所得APEFC最高功率密度分别为130mW/cm2和100mW/cm2,说明催化位点数量的提升是催化剂ORR本征活性与APEFC电池性能改善的必要条件。。2.利用溶剂热碳化低聚物与碳纳米管复合的方法,可获得高石墨化碳纳米管外壁覆盖有超薄层的非晶态缺陷结构的C-FeN-sovol/CNNT。较低的催化位点密度虽令 C-FeN-sovol/CNT（E1/2=0.873 V vs.RHE）在 ORR 活性上离 C-FeN-sovol有一定差距,但碳纳米管所提供的高导电能力令其在APEFC中体现出较大优势,高频电阻的显着下降令电池最高功率密度提升至170 mW/cm2,充分证明催化剂电子电导率对电池性能的重要影响。3.通过向溶剂热中引入ZnC12催化腺嘌呤核苷聚合碳化过程,获得兼具高活性与高电导率的管状Fe/Fe3C@NCNT催化剂。碳纳米管上以“Fe单原子”形式均匀分布的FenN4/C配位结构与高密度N/C位点令催化剂具有极高的电催化ORR活性,其ORR半波电位（E1/2 = 0.93 V vs.RHE）与同等C载量下20 wt%Pt/C（80μgpt/cm2）相同,并表现出比Pt/C更低的H202生成效率和更优的长期稳定性;碳纳米管内部石墨碳包覆Fe/Fe3C纳米颗粒结构令催化剂具有相当高的导电能力,在4～7 at%的N掺杂量下仍能保持2～10 S/cm.的电导率水平。Fe/Fe3C@NCNT融合了 C-FeN-sovol 和 C-FeN-sovol/CNT的优势,并将表面催化位点含量/形式和电子导电率提升到了更高层次,因而表现出APEFC单电池性能上的突跃式进步。对催化剂载量、电子导电率等因素调控后,阴极催化剂载量2 Dmg/cm2的单电池最高功率密度可达485 mW/cm2,远高于目前非贵金属阴极催化剂在APEFC应用方面的文献报道水平。4.采用Fe-phen配合物和咪唑分子为前体,通过载体/模板法和离子液体热解法获得了两类具有高密度单分散FeNx/C配位结构、高含N量与丰富孔道结构的新型Fe/N/C催化剂MgCB-CFephen和CFe-imizadole,两者在1 MKOH中表现出与Pt/C相当甚至比Pt/C更优异的电催化ORR活性。然而在APEFC单电池测试中发现,较高的杂原子掺杂程度和高比例的微孔、小孔径介孔结构虽然会令活性位点的密度有效提升,却给催化剂带来了电子电导率低下、疏水化程度过高及有效活性位点利用率不足等问题,令两者所得APEFC的放电性能在欧姆极化和传质极化区内均出现不同程度明显衰减。5.电化学ORR测试中全浸没式溶液环境、超低催化剂载量和高强度电极-溶液界面电场令催化剂的本征活性得以体现,而转换至电池体系,样品电导率的大小、对水的亲和能力,催化位点与ionomer有效接触程度等影响因素逐步凸显。综合本论文所得七类Fe/N/C催化剂分析认为,以上各因素呈互相制约关系,难以通过控制合成条件对某一特性进行单变量提升,这要求研究者在催化剂的设计方面有更加明确的目的性,不能一味追求电化学测试中的高ORR活性,而需要通过调和各项制约因素达到平衡以获取实用性更强的Fe/N/C材料。6.使用APEFC用ionomer自交联自聚集型季铵化聚砜C12 xaQAPS作粘结剂取代Nafion进行RDE测试发现,Fe/N/C易受C12xaQAPS影响而出现ORR活性上的迅速衰退。通过对比QAPPdP,PS,SPS,PTFE,QAMPOB,SPEEK等聚合物粘结剂所得ORR极化曲线可知,聚合物的亲疏水程度会严重影响RDE测试中Fe/N/C的ORR活性。但APEFC中ionomer优良的亲水性对气体扩散电极三相界面间的ORR反而是有利性因素,RDE测试与单电池测试现象上的差异可能表征了不同聚合物与催化剂间的相互作用形式,对于此现象具体作用机理及相关科学模型的构建有待继续研究。
程振彪[6]（2016）在《我国应更加重视燃料电池汽车发展(连载二)》文中研究表明四、燃料电池汽车近期技术与成本获重大突破（一）总体进步超出预期最近几年,尤其是自全球爆发金融危机和世界汽车产业受到较大冲击的时期以来,当我国采取各种措施旨在刺激传统（汽柴油）汽车恢复高增长态势之际,国际上有不少国家和跨国汽车公司,却埋头对氢燃料电池汽车核心技术进行攻关,尽最大努力以创新而驱动汽车产业继续发展,从根本上化解前进道路上遭遇的困难与障碍。进步呈突飞猛进之势,其成果无论从质还是量上来看,均远远超过前十年的。
王诚[7]（2016）在《燃料电池技术开发现状及发展趋势》文中研究表明燃料电池（Fuel Cell）是一种高效、环境友好的新能源发电装置,能将燃料的化学能通过电化学反应直接转化为电能。在工作原理和方式上,燃料电池与普通电池（Battery）存在差别:燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是电催化和集流的转换元件,也是电化学反应的场所。燃料电池是开放体系,活性物质储存在电池之外,只要不断地供给燃料和氧化剂就能连续发电,因而容量很大。同时,
王诚[8]（2012）在《燃料电池技术开发现状及发展趋势》文中研究表明燃料电池（Fuel Cell）是一种高效、环境友好的新能源发电装置,能将燃料的化学能通过电化学反应直接转化为电能。在工作原理和方式上,燃料电池与普通电池（Battery）存在差别:燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是电催化和集流的转换元件,也是电化学反应的场所。燃料电池是开放体系,活性物质储存在电池之外,只要不断地供给燃料和氧化剂就能连续发电,因而容量很大。同时,
钱军[9]（2010）在《考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究》文中研究指明紧密结合国家大力开发可再生洁净能源分布式发电技术与装备的科技发展战略,综合运用电力系统分析、系统辨识、计算机技术、统计数学等科学原理与方法,将总体测辨法、仿真实验等电力系统负荷建模理论与方法有机结合,围绕考虑风力发电（Wind Power Generation,WG）、光伏电池（Photovoltaic,PV）、燃料电池（Fuel Cell,FC）、微型燃气轮机（Microturbine,MT）等典型分布式发电装置影响的配电网广义综合负荷建模开展了一系列的研究,具体工作和贡献有如下几个方面:1、针对电力系统传统感应电动机综合负荷模型存在的结构缺陷,从总体测辨的角度,提出了一种“配电网集结等效的综合感应电动机模型”。模型将配电网络用集总线路-变压器组集结等效,并计及了变压器有载调整分接头的影响;在静态负荷中考虑负荷暂态无功功率的补偿调整作用。推导出了模型的完整解析描述;提出了模型参数的“递推辨识策略”。模型实现了220kV变电站综合负荷物理环境—模型辨识环境—仿真计算环境的统一,更加符合电网的综合负荷实际结构。基于现场实测数据的建模实例表明,该模型在参数稳定性、泛化能力等综合性能上,较传统感应电动机模型有了一定的提高,为考虑分布式发电影响的配电网综合负荷建模提供了有效的广义综合负荷模型结构体系基础。2、基于MATLAB仿真工具并运用总体测辨负荷建模方法,研究了考虑WG的配电网综合负荷模型结构。提出把WG看作一个功率消耗为负的广义动态负荷,用异步发电机来等效描述;进而提出了一种任意动静比例的异步电机并联静态负荷的配电网广义综合负荷模型来描述含WG的配电网综合负荷特性。3种典型运行方式的建模研究,检验了该模型对不同WG容量和负荷水平的配电网综合负荷特性的综合适应性能力。3、在构建IEEE 14节点典型配电系统的基础上,研究了容量比例、地理位置和接入方式（集中或分散）等影响因素下WG接入对配电网综合负荷特性的影响。研究表明,容量比例的影响要明显大于地理位置的影响,占主导作用;且WG分散接入的影响要明显小于WG集中接入。在此基础上,利用上面的研究数据,进一步验证了所提出的任意动静比例的异步电机并联静态负荷的广义综合负荷模型的有效性;进而结合第1部分的研究成果对该模型进行了扩展,提出“任意动静比例的配电网集结等效的异步电机广义综合负荷模型”,比较分析验证了该模型的优越性。4、为研究考虑PV和FC等直流分布式电源影响的配电网综合负荷建模,在构建PV和FC发电系统的基础上,详细阐述了各功能模块的模型和并网控制策略;提出把直流分布式电源看作一个功率消耗为负的广义静态负荷,用恒功率模型来等效描述;进而提出了一种等效静态负荷并联感应电动机的广义综合负荷模型来等效描述含直流分布式电源的配电网综合负荷特性;针对三种不同接入容量比例的直流分布式电源,进行了总体测辨建模研究,通过模型自描述能力、泛化能力和影响其综合负荷特性的关键参数（动静比例和ZIP静态负荷系数）的变化规律分析,验证了该模型的有效性。5、为研究考虑MT的配电网综合负荷建模,在构建MT发电系统的基础上,详细阐述了各功能模块的模型和控制策略;提出把微型燃气轮机看作一个功率消耗为负的广义动态负荷,用一阶微分方程模型来等效描述;进而提出了一种微型燃气轮机和感应电动机组成的等效动态负荷并联静态负荷的广义综合负荷模型来等效描述含MT的配电网综合负荷特性;针对MT接入容量的不同,对三个样本进行了总体测辨建模研究,验证了该模型的有效性。
余沛亮[10]（2009）在《我国燃料电池技术发展现状概述》文中研究指明本文围绕我国燃料电池近二十年来的发展历程,综述了主要类型燃料电池的关键技术与材料研究开发进展情况,结合当前新能源产业发展现状、市场应用现状及存在的主要问题,预测了我国燃料电池今后的发展趋势。
二、接近实用化的燃料电池的发电技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、接近实用化的燃料电池的发电技术（论文提纲范文）
（1）固体氧化物燃料电池关键材料规律研究及优化设计（论文提纲范文）
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| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 固体氧化物燃料电池发展历史及研究进展 |
| 2.1.1 阴极材料研究进展 |
| 2.1.2 阳极材料研究进展 |
| 2.1.3 电解质材料研究进展 |
| 2.2 SOFC面临的优化设计问题 |
| 2.2.1 单一材料结构与性能的优化问题 |
| 2.2.2 关键材料各部分的配合问题 |
| 2.3 本课题的研究意义 |
| 3 研究方法 |
| 3.1 理论方法 |
| 3.1.1 量子力学计算 |
| 3.1.2 密度泛函理论 |
| 3.1.3 第一性原理方法 |
| 3.1.4 计算程序及功能 |
| 3.2 研究方法现状及存在问题 |
| 3.2.1 如何利用丰富的材料实验性能数据 |
| 3.2.2 SOFC材料的理论研究方法探讨 |
| 3.2.3 新思路——材料基因组方法 |
| 3.2.4 整体优化设计的思路 |
| 3.2.5 理论研究的最终目标 |
| 4 阳极催化金属材料成份的优化规律 |
| 4.1 金属催化剂成份优化的关键因素分析 |
| 4.2 金属-氧化物生成趋势分析 |
| 4.2.1 金属-氧化物生成趋势图分析 |
| 4.2.2 常见价态及熔点对趋势图的验证 |
| 4.2.3 高温及还原性气氛的修正 |
| 4.3 金属催化剂成份优化区域的确定 |
| 4.4 MO氧化物关键性能的演化规律 |
| 4.5 小结 |
| 5 SrBO_3系钙钛矿电极B位元素成份优化规律 |
| 5.1 B位成份优化的关键因素分析 |
| 5.2 SrBO_3体系结构稳定性趋势分析 |
| 5.2.1 立方/六方SrBO_3结构稳定性趋势图 |
| 5.2.2 实验参数对趋势图的验证 |
| 5.3 B位元素成份优化区域的确定 |
| 5.4 B位元素对电子结构、氧空位形成能及离子迁移能的影响 |
| 5.4.1 以Mo为代表的元素对体系的影响 |
| 5.4.2 以Fe为代表的元素对体系的影响 |
| 5.4.3 以Co为代表的元素对体系的影响 |
| 5.4.4 其它元素对体系的影响 |
| 5.5 结构稳定性与关键性能的演化规律 |
| 5.6 小结 |
| 6 电解质性能优化的基因规律 |
| 6.1 电解质材料性能优化的关键因素分析 |
| 6.2 各电解质材料电子结构、离子扩散特点分析 |
| 6.2.1 CeO_2及掺杂的CeO_2体系 |
| 6.2.2 ZrO_2及掺杂的ZrO_2体系 |
| 6.2.3 La_(10)Si_6O_(27)及掺杂的La_(10)Si_6O_(27)体系 |
| 6.2.4 LaGaO_3及掺杂的LaGaO_3体系 |
| 6.2.5 Bi_2O_3及掺杂的Bi_2O_3体系 |
| 6.3 禁带宽度与稳定性关系数据分析 |
| 6.4 价带宽度与迁移能的关系分析 |
| 6.4.1 不同结构及迁移机制的影响 |
| 6.4.2 掺杂元素的影响 |
| 6.5 稳定性及离子传输能力的基因参数分析 |
| 6.5.1 氧离子平均价态系数设计 |
| 6.5.2 电解质材料基因参数关系图 |
| 6.6 电解质材料相关体系的基因规律 |
| 6.7 小结 |
| 7 高性能阴极晶格结构、电子结构及离子传输规律研究 |
| 7.1 LaSrCoO_4体系晶格结构与电子结构及离子传输关系研究 |
| 7.1.1 I4/mmm及Cmcm结构对电子结构的影响 |
| 7.1.2 I4/mmm及Cmcm结构对缺陷形成能及迁移能的影响 |
| 7.2 PrBaMn_2O_(5+δ)体系晶格结构与电子结构及离子传输关系研究 |
| 7.2.1 P4/mmm及Fm3m结构对电子结构的影响 |
| 7.2.2 P4/mmm及Fm3m结构对缺陷形成能及迁移能的影响 |
| 7.3 小结 |
| 8 结论 |
| 9 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）直接氨燃料电池中的阳极催化剂的研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氨燃料SOFC概述 |
| 1.2.1 氨燃料SOFC工作原理 |
| 1.2.2 氨燃料SOFC效率的热力学原理 |
| 1.2.3 氨燃料SOFC研究现状 |
| 1.3 氨燃料SOFC阳极材料 |
| 1.3.1 贵金属阳极 |
| 1.3.2 Ni/YSZ阳极 |
| 1.3.3 Ni/doped-CeO_2阳极 |
| 1.3.4 钙钛矿阳极 |
| 1.4 研究目的、意义与内容 |
| 1.4.1 研究目的和意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料、实验设备和实验方法 |
| 2.1 实验材料、实验仪器和实验设备 |
| 2.2 实验的表征 |
| 2.2.1 X射线衍射 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 透射电子显微镜 |
| 2.2.4 聚焦离子束扫描电镜 |
| 2.2.5 H_2程序升温还原 |
| 2.2.6 H_2程序升温脱附 |
| 2.2.7 气相色谱仪 |
| 2.2.8 电池测试系统 |
| 2.2.9 电化学工作站 |
| 第三章 平管式对称NH_3-SOFC电池性能和耐久性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.2.1 电池的制备 |
| 3.2.2 氨分解催化活性评价 |
| 3.2.3 DSC电池内氨气分解过程模拟 |
| 3.3 Ni/YSZ粉末的氨分解催化活性 |
| 3.4 以氨气为燃料的DSC电池性能 |
| 3.5 以氨为燃料的DSC的耐久性和热循环稳定性 |
| 3.6 氨气在DSC电池内的催化分解过程模拟 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 Ni/BZY催化剂的开发及其氨分解反应机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ni/BZY催化剂的制备 |
| 4.3 Ni/BZY催化剂的合成工艺 |
| 4.3.1 Ni含量对Ni/BZY催化剂合成的影响 |
| 4.3.2 Ba含量对Ni/BZY催化剂合成的影响 |
| 4.3.3 烧结温度对Ni/BZY催化剂的合成影响 |
| 4.4 Ni/BZY催化剂的氨分解催化性能 |
| 4.5 Ni/BZY催化剂的氨分解动力学研究 |
| 4.6 Ni/BZY催化剂的氨分解反应机理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 内置催化剂对NH_3-SOFC性能和耐久性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 电池的制备 |
| 5.2.2 DSC电池内置催化剂物理场模拟 |
| 5.3 DSC内置催化剂的氨燃料电池性能 |
| 5.4 DSC内置催化剂的氨燃料电池的耐久性 |
| 5.5 DSC内置催化剂的物理场模拟 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 Ba-Ni/YSZ阳极对NH_3-SOFC性能与耐久性的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验和理论计算 |
| 6.3 Ba-Ni/YSZ阳极结构与微观形貌 |
| 6.4 Ba-Ni/YSZ阳极的氨燃料发电性能和耐久性研究 |
| 6.5 Ba-Ni/YSZ阳极的氢溢流效应 |
| 6.6 Ba-Ni/YSZ阳极的干甲烷燃料电池性能和耐久性研究 |
| 6.7 Ba-Ni/YSZ表面氢溢流效应的理论计算 |
| 6.8 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）高级氧化技术的阳极强化及耦合生物法处理难降解有机废水（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 难降解有机废水处理技术 |
| 1.2.1 高级氧化技术 |
| 1.2.2 微生物燃料电池技术 |
| 1.3 EAOPs工作原理 |
| 1.3.1 直接氧化过程 |
| 1.3.2 间接氧化过程 |
| 1.4 EAOPs实用化存在问题 |
| 1.5 EAOPs阳极材料 |
| 1.5.1 二氧化铅电极 |
| 1.5.2 硼掺杂金刚石薄膜电极 |
| 1.5.3 亚氧化钛电极 |
| 1.5.4 锑掺杂二氧化锡电极 |
| 1.6 Ti/SnO_2-Sb电极强化策略 |
| 1.6.1 制备过程优化 |
| 1.6.2 外源物质掺杂 |
| 1.6.3 引入中间层 |
| 1.7 高级氧化法与生物法耦合处理策略 |
| 1.7.1 策略概述 |
| 1.7.2 电能驱动高级氧化技术与生物法耦合研究现状 |
| 1.8 研究目的和内容 |
| 1.8.1 研究目的 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 1.8.3 研究路线 |
| 2 实验装置及方法 |
| 2.1 主要仪器和药品 |
| 2.2 主要实验方法 |
| 2.2.1 电极制备方法 |
| 2.2.2 电化学性能表征 |
| 2.2.3 电极稳定性表征 |
| 2.2.4 电极降解性能表征 |
| 2.2.5 电极物理化学表征 |
| 2.2.6 电极生产活性物质表征 |
| 2.2.7 污染物表征 |
| 2.3 主要实验装置 |
| 2.3.1 电化学氧化反应装置 |
| 2.3.2 双层介质阻挡等离子体氧化装置 |
| 2.3.3 微生物燃料电池反应器 |
| 3 Ti/SnO_2-Sb电极失效机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电极制备与表征 |
| 3.3 电极加速寿命分析 |
| 3.4 电极失效分析 |
| 3.4.1 电极电化学性能分析 |
| 3.4.2 电极物理性质分析 |
| 3.4.3 电极化学成分分析 |
| 3.5 电极失效机理讨论 |
| 3.6 小结 |
| 4 电沉积制备Ti/SnO_2-Sb电极的强化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 DES体系电沉积过程中强化 |
| 4.2.1 电极制备与表征 |
| 4.2.2 电极物理化学性质分析 |
| 4.2.3 电极电化学性能分析 |
| 4.2.4 亚甲基蓝降解测试分析 |
| 4.2.5 电极加速寿命分析 |
| 4.2.6 DES体系强化机理讨论 |
| 4.3 柠檬酸亚锡络合物后处理过程强化 |
| 4.3.1 电极制备与表征方法 |
| 4.3.2 电极MB降解性能 |
| 4.3.3 电化学活性面积分析 |
| 4.3.4 电极加速寿命 |
| 4.3.5 电极物理化学性质 |
| 4.3.6 柠檬酸亚锡络合物强化机理讨论 |
| 4.4 与同类型电极比较分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 溶剂热法制备三维Ti/SnO_2-Sb电极 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 溶剂热法制备三维泡沫钛基底Ti/SnO_2-Sb电极 |
| 5.2.1 电极制备与表征方法 |
| 5.2.2 Ti基底对制备电极影响 |
| 5.2.3 修饰量对制备电极影响 |
| 5.3 产臭氧型三维Ni掺杂Ti/SnO_2-Sb电极 |
| 5.3.1 电极制备与表征 |
| 5.3.2 电极物理化学性质 |
| 5.3.3 电极电化学性能 |
| 5.3.4 电催化生产活性物质表征 |
| 5.3.5 电极使用寿命 |
| 5.4 第一性原理计算分析Ni掺杂作用机理 |
| 5.4.1 计算方法与模型 |
| 5.4.2 自由能和态密度分析 |
| 5.4.3 内聚能和原子析出能分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 高级氧化-生物耦合水处理技术 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 EAOP深度处理染料废水生化处理出水 |
| 6.2.1 实验过程与表征 |
| 6.2.2 序批次运行 |
| 6.2.3 连续流运行 |
| 6.3 MFC前处理+EAOP后处理垃圾渗滤液 |
| 6.3.1 实验过程与表征 |
| 6.3.2 MFC运行垃圾渗滤液产电及降解性能 |
| 6.3.3 电化学高级氧化处理 |
| 6.3.4 降解过程电化学分析 |
| 6.4 等离子体氧化前处理+MFC后处理高浓度MB废水 |
| 6.4.1 实验过程与表征 |
| 6.4.2 等离子体高级氧化处理 |
| 6.4.3 微生物燃料电池处理 |
| 6.4.4 MB降解机理 |
| 6.4.5 降解能耗分析 |
| 6.5 小结 |
| 7 全文总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 未来的工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果 |
（4）日本新能源产业政策研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 选题背景与意义 |
| 一、选题背景 |
| 二、选题意义 |
| 第二节 文献综述 |
| 一、国内研究现状 |
| 二、国外研究现状 |
| 三、进一步研究的必要性(既有研究的评价) |
| 第三节 研究内容与方法 |
| 一、研究内容与目标 |
| 二、研究方法 |
| 第四节 研究思路与结构框架 |
| 一、研究思路 |
| 二、结构框架安排 |
| 第五节 创新之处与不足点 |
| 一、创新点 |
| 二、不足之处 |
| 第二章 新能源的基础分析与理论综述 |
| 第一节 新能源的基础分析 |
| 一、日本的新能源概念界定、范围及在能源体系中的地位 |
| 二、新能源的优势与课题、普及必要性 |
| 三、世界新能源产业发展趋势与前景 |
| 第二节 发展新能源产业的相关理论综述 |
| 一、马克思生态经济理论(生态马克思主义理论) |
| 二、可持续发展理论 |
| 三、产业结构优化理论 |
| 四、外部经济性理论 |
| 本章小结 |
| 第三章 日本新能源产业的发展背景与发展历程演变 |
| 第一节 日本新能源产业的发展背景 |
| 一、国内背景 |
| 二、国际背景 |
| 第二节 发展历程演变 |
| 一、石油危机后的新能源技术研发阶段 |
| 二、促进新能源利用量扩大的初步阶段 |
| 三、推进新能源利用量扩大的加速深化阶段 |
| 第三节 日本新能源产业的战略目标与发展现状 |
| 一、总体战略目标规划 |
| 二、发展现状 |
| 本章小结 |
| 第四章 日本新能源产业支持政策 |
| 第一节 新能源政策推进体制 |
| 一、经济产业省资源能源厅 |
| 二、新能源产业技术综合开发机构 |
| 三、内阁府能源环境会议 |
| 四、民间新能源政策促进框架 |
| 第二节 新能源利用普及扩大促进政策 |
| 一、配额制(Renewable Portfolio Standards,RPS) |
| 二、固定电价制(Feed-in Tariff,FIT) |
| 第三节 新能源设备投资支援政策 |
| 一、补贴制度 |
| 二、优惠税制措施 |
| 三、优惠融资制度——环境能源对策资金 |
| 第四节 新能源电力电网接入制约相关的技术与制度对策 |
| 一、送电系统接入制约问题的出现背景 |
| 二、电网接入制约问题的技术与制度对策 |
| 第五节 新能源汽车产业支持政策 |
| 一、清洁能源汽车补贴制度 |
| 二、环保汽车减税制度 |
| 三、充电设施补贴 |
| 第六节 民间推进新能源普及扩大支援举措——绿色电力制度 |
| 本章小结 |
| 第五章 日本新能源产业发展影响因素与政策有效性的实证分析 |
| 第一节 日本能源-经济-环境-社会系统协调发展测度与评价 |
| 一、绿色经济增长的内涵与体系构成 |
| 二、日本绿色经济增长指标构建与数据说明 |
| 三、测度方法与结果分析 |
| 第二节 日本新能源产业发展的外部影响因素及动态交互关系 |
| 一、研究问题的提出 |
| 二、日本新能源产业发展的影响因素——ADL模型估计 |
| 三、各影响因素之间的动态相关关系——格兰杰因果检验 |
| 第三节 日本新能源政策有效性评价——基于RPS制度、FIT制度的对比分析 |
| 一、RPS制度——自行开展新能源发电业务 |
| 二、RPS制度——从新能源发电商购入新能源电力 |
| 三、RPS制度——从新能源发电商购入新能源电力相当量(TGC) |
| 四、RPS制度与FIT制度并存运行 |
| 本章小结 |
| 第六章 日本新能源产业发展对中国的启示与借鉴 |
| 第一节 中国新能源产业发展政策与现状 |
| 一、中国发展新能源产业的必要性与进程 |
| 二、中国新能源产业发展现状与特点 |
| 三、中国新能源补贴政策演变、优势与发展课题 |
| 第二节 中日新能源产业政策对比及政策建议 |
| 一、中日新能源产业发展路径与政策对比 |
| 二、政策建议 |
| 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 后记 |
| 在学期间学术成果情况 |
（5）碱性聚电解质燃料电池Fe/N/C阴极催化剂研究（论文提纲范文）
| 本论文主要创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池概述 |
| 1.3 聚合物电解质燃料电池(PEFC) |
| 1.3.1 质子交换膜燃料电池(PEMFC)及其关键材料与技术 |
| 1.3.2 碱性聚电解质燃料电池(APEFC)及其关键材料与技术 |
| 1.4 应用于聚合物电解质燃料电池的氧还原催化剂研究 |
| 1.4.1 氧还原反应机理 |
| 1.4.2 非贵ORR催化剂研究进展 |
| 1.4.2.1 过渡金属/氮掺杂碳ORR催化剂 |
| 1.4.2.2 非金属碳基ORR催化剂 |
| 1.4.2.3 过渡金属氧化物ORR催化剂 |
| 1.5 本论文研究思路与工作内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验材料与仪器 |
| 2.2 材料表征技术 |
| 2.2.1 多晶X射线衍射分析(X-ray Diffraction, XRD) |
| 2.2.2 红外及拉曼光谱分析 |
| 2.2.3 电喷雾质谱(ESI-MS)分析 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱分析(X-ray Photoelectron Spectrometer, XPS) |
| 2.2.5 CHN元素分析(Elemental Analysis,EA) |
| 2.2.6 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) |
| 2.2.7 氮气等温吸脱附测试 |
| 2.2.8 电子显微镜技术 |
| 2.2.9 穆斯堡尔谱 |
| 2.2.10 X射线吸收精细结构(X-ray Absorption Fine Structure,XAFS) |
| 2.2.11 电子电导率测试 |
| 2.2.12 接触角测试 |
| 2.3 电化学测试方法 |
| 2.3.1 电化学装置详述 |
| 2.3.2 循环伏安法测试(Cyclic Voltammetry, CV) |
| 2.3.3 旋转圆盘电极(Rotating disk electrode,RDE)测试 |
| 2.3.4 旋转环盘电极(Rotating ring-disk electrode,RRDE)测试 |
| 2.4 APEFC单电池组装及测试 |
| 2.4.1 膜电极(Membrane electrode assembly, MEA)制备与单电池组装 |
| 2.4.2 APEFC单电池测试条件 |
| 参考文献 |
| 第三章 水热碳化法合成基于腺嘌呤核苷的氧还原电催化剂 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料合成 |
| 3.2.1 CN的合成方法 |
| 3.2.2 C-FeN的合成方法 |
| 3.3 材料表征 |
| 3.3.1 XRD测试 |
| 3.3.2 XPS测试 |
| 3.3.3 ICP-OES和EA测试 |
| 3.3.4 SEM测试 |
| 3.3.5 氮气等温吸脱附测试 |
| 3.3.6 TEM测试 |
| 3.4 电化学测试及条件优化 |
| 3.4.1 各步骤合成样品的电化学测试 |
| 3.4.2 热解温度优化 |
| 3.4.3 Fe盐前体投料量优化 |
| 3.4.4 球磨处理的必要性 |
| 3.5 APEFC单电池性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 溶剂热法合成基于腺嘌呤核苷的氧还原电催化剂 |
| 第一部分 溶剂热碳化法对C-FeN样品的改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料合成 |
| 4.2.1 非水溶剂选择 |
| 4.2.2 C-FeN-solvo的制备 |
| 4.2.3 C-FeN-solvo/CNT复合催化剂的制备 |
| 4.3 材料表征 |
| 4.3.1 红外光谱测试 |
| 4.3.2 ESI电喷雾质谱(ESI-MS)测试 |
| 4.3.3 化学组成分析 |
| 4.3.4 氮气等温吸脱附测试 |
| 4.4 电化学测试和APEFC单电池测试 |
| 4.5 C-FeN-solvo/CNT复合催化剂 |
| 4.6 对RDE测试中异常极限电流的分析及认识 |
| 4.6.1 高载量Pt/C工作电极的RDE测试 |
| 4.6.2 不同高度旋转圆盘电极的RDE测试 |
| 4.6.3 不同碳粉层旋转粉末电极的RDE测试 |
| 第二部分 Fe/Fe_3C@NCNT氧还原催化剂的合成及研究 |
| 4.7 引言 |
| 4.8 材料合成 |
| 4.9 材料表征 |
| 4.9.1 XRD与Raman表征 |
| 4.9.2 化学组成分析 |
| 4.9.3 穆斯堡尔谱和XAFS表征 |
| 4.9.4 形貌表征 |
| 4.9.5 氮气等温吸脱附测试 |
| 4.10 电化学测试 |
| 4.11 APEFC单电池性能 |
| 4.11.1 催化剂载量对APEFC性能的影响 |
| 4.11.2 催化剂电子导电率对APEFC性能的影响 |
| 4.12 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 载体/模板法合成基于亚铁-邻菲罗啉的氧还原电催化剂 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料合成 |
| 5.2.1 CFe-phen的制备 |
| 5.2.2 MgCB-CFe-phen的制备 |
| 5.3 材料表征 |
| 5.3.1 XPS表征 |
| 5.3.2 EA和ICP-OES测试 |
| 5.3.3 XRD测试 |
| 5.3.4 穆斯堡尔谱表征 |
| 5.3.5 形貌表征 |
| 5.3.6 氮气等温吸脱附测试 |
| 5.4 电化学测试 |
| 5.4.1 条件优化 |
| 5.4.2 电催化活性分析 |
| 5.5 APEFC单电池性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 直接热解法合成基于咪唑小分子的氧还原电催化剂 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料合成 |
| 6.3 反应机理探讨 |
| 6.4 制备工艺优化及相应表征 |
| 6.4.1 热解温度优化 |
| 6.4.2 二次烧结温度优化 |
| 6.4.3 投料比例优化 |
| 6.4.4 TEM测试 |
| 6.4.5 穆斯堡尔谱测试 |
| 6.4.6 元素组成分析 |
| 6.4.7 氮气等温吸脱附测试 |
| 6.5 电化学测试 |
| 6.6 APEFC单电池性能 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 Fe/N/C催化剂在APEFC中的应用问题初探 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 Fe/N/C微孔/催化层的构建 |
| 7.2.1 实验方法 |
| 7.2.2 Fe/N/C微孔/催化层优化 |
| 7.2.3 APEFC单电池测试 |
| 7.3 聚合物粘结剂对Fe/N/C电催化ORR活性的影响 |
| 7.3.1 Nafion与xaQAPS作为粘结剂的RDE结果 |
| 7.3.2 聚砜主链聚合物作为粘结剂的RDE结果 |
| 7.3.3 聚联苯哌啶类主链聚合物作为粘结剂的RDE结果 |
| 7.3.4 不同主链聚合物作为粘结剂的RDE结果 |
| 7.4 不同种类Fe/N/C催化剂在APEFC中的适用性探讨 |
| 7.4.1 本论文中各Fe/N/C催化剂电催化ORR活性与APEFC性能汇总 |
| 7.4.2 氮掺杂程度与催化剂电导率间的制约性 |
| 7.4.3 亲疏水特性及孔结构的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表和待发表的论文 |
| 会议论文目录 |
| 致谢 |
（6）我国应更加重视燃料电池汽车发展(连载二)（论文提纲范文）
| 四、燃料电池汽车近期技术与成本获重大突破 |
| (一)总体进步超出预期 |
| (二)整车技术性能接近传统汽车 |
| (三)燃料电池材料技术创新成果多多 |
| (四)车载储氢技术已经成熟 |
| (五)多种制氢技术可供选择 |
| 1、电解水制氢 |
| 2、光解水制氢 |
| 3、基于“循环经济和废物利用、化害为利”原则的制氢方式 |
| (六)大智慧谋略致成本和售价更低 |
| 五、发展氢燃料电池汽车渐成世界潮流 |
| (一)世界总体呈较快发展之势 |
| 1、曲折前行,近期将迎热潮 |
| 2、未来市场与发展前景可期 |
| 3、标准引领行业发展 |
| (二)美国—政策曾有摇摆,但总体领先世界 |
| 1、全国基本情况 |
| 2、加州—零排放汽车应用的特区 |
| 3、行业先锋—通用汽车公司 |
| (三)欧盟—态度积极,支持力度大 |
| 1、总体基本情况 |
| 2、德国—引领地区发展潮流 |
| (1)全国基本情况 |
| (2)持续创新永争世界第一的企业—奔驰 |
| ①研发攻艰克难,一以贯之 |
| ②联合各方共建加氢站等基础设施 |
| (3)大众—“一鸣惊人” |
| 3、英、荷等国极力创新谋取大发展 |
| (1)英国—以燃料电池汽车为突破口 |
| (2)荷兰—积极推动燃料电池汽车应用 |
| (四)日本—欲抢占世界市场制高点 |
| 1、全国总体概观 |
| (1)发展燃料电池汽车是国家创新的“引爆剂” |
| (2)政府重视,大力支持 |
| (3)让标准发挥作用 |
| (4)基础设施建设快速推进 |
| 2、矢志于FCV的企业—丰田和本田 |
| (1)丰田欲借鉴混动经验铸就FCV辉煌 |
| ①早、中期情况 |
| ②近期情况 |
| ③眼光远大,以智慧谋略暖热市场 |
| (2)本田积极稳健而独特地不断推动FCV技术进步 |
| (五)韩国——奋力追赶日本 |
| 1、政府强力支持 |
| 2、现代/起亚汽车集团敢立潮头 |
（8）燃料电池技术开发现状及发展趋势（论文提纲范文）
| 一、燃料电池的优势与技术特点 |
| 1. 燃料电池的优势 |
| 2. 燃料电池的技术分类与特点 |
| 二、燃料电池技术现状及趋势 |
| 三、重点发达国家燃料电池技术发展情况 |
| 1. 美国 |
| 2. 加拿大 |
| 3. 日本 |
| 4. 欧盟 |
| 四、国内燃料电池技术现状及发展趋势 |
（9）考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 负荷建模研究的意义 |
| 1.2 负荷建模的国内外研究现状 |
| 1.3 分布式发电与负荷建模 |
| 1.3.1 智能电网与分布式发电 |
| 1.3.2 分布式发电对电力系统影响研究 |
| 1.3.3 考虑分布式发电的负荷建模研究的必要性 |
| 1.3.4 研究方法与技术路线 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第2章 总体测辨负荷建模基本原理与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本原理与基本步骤 |
| 2.2.1 基本原理 |
| 2.2.2 基本步骤 |
| 2.3 待解决的关键理论问题 |
| 2.4 负荷模型的类型与结构 |
| 2.4.1 静态负荷模型 |
| 2.4.2 机理动态负荷模型 |
| 2.4.3 非机理动态负荷模型 |
| 2.5 参数辨识的优化方法 |
| 2.6 实现过程 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 配电网集结等效的综合感应电动机模型及其总体测辨建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 感应电动机模型的结构剖析 |
| 3.2.1 传统感应电动机模型的结构特点及其缺陷 |
| 3.2.2 配电网集结等效的综合感应电动机模型结构 |
| 3.3 综合感应电动机模型的数学描述 |
| 3.3.1 电压比与基准变换关系 |
| 3.3.2 线路-变压器组首末端功率与电压平衡关系 |
| 3.3.3 无功补偿的描述 |
| 3.3.4 静态负荷的功率描述 |
| 3.3.5 感应电动机的数学描述 |
| 3.4 模型的初始稳态条件 |
| 3.4.1 感应电动机及静态负荷初始稳态有功功率 |
| 3.4.2 感应电动机初始转差率 |
| 3.4.3 感应电动机及静态负荷初始稳态无功功率 |
| 3.4.4 感应电动机暂态电动势初始值的确定 |
| 3.4.5 感应电动机机械负载率的确定 |
| 3.5 综合感应电动机模型的辨识 |
| 3.5.1 模型的待辨识参数 |
| 3.5.2 模型的辨识准则与目标函数 |
| 3.5.3 模型的递推辨识策略 |
| 3.6 实例研究 |
| 3.6.1 实测数据来源及辨识模型选择 |
| 3.6.2 辨识结果 |
| 3.6.3 模型有效性检验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 考虑风力发电的配电网综合负荷建模方法和模型结构研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 世界各国风力发电的发展 |
| 4.1.2 风力发电对电力系统的影响 |
| 4.1.3 建模方法与思路 |
| 4.2 仿真系统与方法 |
| 4.2.1 配电网仿真系统结构 |
| 4.2.2 采用的负荷模型及其参数 |
| 4.2.3 风力发电系统模型 |
| 4.2.4 仿真方法 |
| 4.3 模型结构与参数辨识 |
| 4.3.1 传统综合负荷模型结构 |
| 4.3.2 广义综合负荷模型结构 |
| 4.3.3 参数辨识 |
| 4.4 风力发电系统的等效检验 |
| 4.5 广义综合负荷模型适应性检验 |
| 4.5.1 仿真实验与建模结果 |
| 4.5.2 模型适应性检验 |
| 4.5.3 讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 风力发电对配电网综合负荷特性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 配电网仿真系统 |
| 5.2.1 典型配电网络结构与参数 |
| 5.2.2 各元件模型 |
| 5.3 不同容量比例的风力发电接入配电网 |
| 5.3.1 集中接入对配电网综合负荷特性的影响 |
| 5.3.2 分散接入对配电网综合负荷特性的影响 |
| 5.3.3 同一容量比例下集中与分散接入比较 |
| 5.3.4 统计规律性总结 |
| 5.4 不同地理位置的风力发电接入配电网 |
| 5.4.1 集中接入对配电网综合负荷特性的影响 |
| 5.4.2 分散接入对配电网综合负荷特性的影响 |
| 5.4.3 统计规律性总结 |
| 5.5 不同影响因素下广义综合负荷模型建模检验 |
| 5.5.1 不同容量比例影响下的模型辨识 |
| 5.5.2 不同地理位置影响下的模型辨识 |
| 5.6 几种典型机理负荷模型的描述能力比较 |
| 5.6.1 仿真实验 |
| 5.6.2 三种典型机理负荷模型结构与待辨识参数 |
| 5.6.3 总体测辨建模结果 |
| 5.6.4 适应性能力比较 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 考虑直流分布式电源的配电网综合负荷建模研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 光伏电池发电系统建模 |
| 6.2.1 光伏电池阵列数学模型 |
| 6.2.2 基于单向DC/DC 变换器的最大功率点跟踪 |
| 6.2.3 基于双向DC/DC 变换器的蓄电池模型 |
| 6.3 燃料电池发电系统建模 |
| 6.3.1 基本假设 |
| 6.3.2 数学模型 |
| 6.3.3 SOFC 建模 |
| 6.4 直流分布式电源逆变并网控制 |
| 6.5 直流分布式电源的等效描述 |
| 6.5.1 PV 的等效描述 |
| 6.5.2 FC 的等效描述 |
| 6.5.3 仿真检验 |
| 6.6 考虑直流分布式电源的广义综合负荷模型 |
| 6.6.1 模型结构及其解析描述 |
| 6.6.2 仿真实验与建模结果 |
| 6.6.3 模型适应性检验 |
| 6.6.4 讨论 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 考虑微型燃气轮机的配电网综合负荷建模研究 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 微型燃气轮机发电系统建模 |
| 7.2.1 MT 动态模型 |
| 7.2.2 PMSG 动态模型 |
| 7.2.3 机侧整流器模型与控制 |
| 7.3 微型燃气轮机的等效描述 |
| 7.3.1 暂态过程中MT 的动态特性 |
| 7.3.2 MT 的等效描述模型 |
| 7.3.3 仿真检验 |
| 7.4 考虑微型燃气轮机的广义综合负荷模型 |
| 7.4.1 模型结构与待辨识参数 |
| 7.4.2 仿真实验与建模结果 |
| 7.4.3 模型适应性检验 |
| 7.4.4 讨论 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文） |
| 附录B（攻读学位期间所参加的科研工作） |
四、接近实用化的燃料电池的发电技术（论文参考文献）
- [1]固体氧化物燃料电池关键材料规律研究及优化设计[D]. 常希望. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]直接氨燃料电池中的阳极催化剂的研究[D]. 王源慧. 中国地质大学, 2021(02)
- [3]高级氧化技术的阳极强化及耦合生物法处理难降解有机废水[D]. 孙怡. 浙江大学, 2020
- [4]日本新能源产业政策研究[D]. 李晓乐. 中国社会科学院研究生院, 2020(12)
- [5]碱性聚电解质燃料电池Fe/N/C阴极催化剂研究[D]. 任欢. 武汉大学, 2017(06)
- [6]我国应更加重视燃料电池汽车发展(连载二)[J]. 程振彪. 汽车科技, 2016(06)
- [7]燃料电池技术开发现状及发展趋势[A]. 王诚. 中国金属学会炭素材料分会第三十届学术交流会论文集, 2016
- [8]燃料电池技术开发现状及发展趋势[J]. 王诚. 新材料产业, 2012(02)
- [9]考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究[D]. 钱军. 湖南大学, 2010(07)
- [10]我国燃料电池技术发展现状概述[A]. 余沛亮. 中国电池行业二十年发展历程, 2009