異型defc管狀陰極傳質(zhì)過程實(shí)驗(yàn)的分析和模擬的研究論文

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1、江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文異型DEFC管狀陰極傳質(zhì)過程的實(shí)驗(yàn)分析與模擬研究姓名：段瑞學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程指導(dǎo)教師：湯東20120607江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要燃料電池作為一種能量轉(zhuǎn)換裝置，因其能量利用率高，潔凈、無污染、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)而被廣為推廣。直接甲醇燃料電池的研究一度成為研究的熱點(diǎn)。但是甲醇的毒性限制了它的廣泛應(yīng)用。與前者相比，乙醇具有巨大的優(yōu)越性。它是一種安全、低廉，易于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用，能量密度高，同時(shí)對(duì)環(huán)境友好的能源。本文針對(duì)目前的研究的實(shí)驗(yàn)階段的平板單電池，體積龐大、成本較高、燃料運(yùn)輸和水熱管理困難等缺點(diǎn)，制備了一種異型的直接

2、乙醇燃料電池。文中采用了實(shí)驗(yàn)測試和模擬研究相結(jié)合的方式，通過實(shí)驗(yàn)測試提供的基本數(shù)據(jù)，在FLUENT軟件中進(jìn)行建模分析，模擬結(jié)果補(bǔ)充了實(shí)驗(yàn)研究的不足。選用石墨板為DEFC陽極結(jié)構(gòu)的基底材料，選用特殊工藝合成的Pt．SnOz／C為催化劑，并且通過將二定比例的石墨粉和中間相碳微球摻雜起來，經(jīng)過凝膠注模成型工藝制備了管狀陰極。文中測試了平板陽極的電性能和管狀陰極燒結(jié)體的孔隙率、密度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，石墨含量為百分之四十和百分之五十時(shí)電極的孔隙率較大，數(shù)值接近，而且石墨含量為40％的燒結(jié)體是最優(yōu)的管狀陰極材料，其孔隙率達(dá)到50％以上，符合多孔擴(kuò)散型電極的要求。用C

3、FD軟件對(duì)燃料電池進(jìn)行了模擬計(jì)算研究，分析了不同條件下，其陰極催化層表面的液態(tài)飽和度、氧氣摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以及電池的性能。研究表明溫度對(duì)電池的性能影響較大，333K的時(shí)候電池的性能較好。最后建立了陽極和陰極都為管狀的異型DEFC優(yōu)化模型，并將優(yōu)化模型的電池性能與原始模型進(jìn)行了比較，結(jié)果表明采用優(yōu)化模型時(shí)電池的性能較原始模型有所提高。關(guān)鍵詞：管狀陰極，DEFC，催化層江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACT舡akindofenergyconversiondevices，fuelcellswhichishighefficiency,nopollution，low

4、noiseiswidelypromotion．Theresearchdirectmethanolfuelcellresearchhadbecomeahotspot．Butthemethanolwhichistoxicrestrictsitswidelyused．Comparedwiththeformer,ethanolhasgreatsuperiodty．Itisaenvironmentallyfriendlyenergy,whichissafe，cheap，easytostore，easytotransportandeasytouse．Andetha

5、nolisofhighenergydensity．Astheslabsinglecellhasmanydisadvantages，suchashugevolume，hi曲cost，difficulttotransport，difficulttomanagethermalandwater,adirectlyethanolfuelcellsisprepares．Experimentaltestingandsimulationwascombinedinthisresearch．ModelinganalysisinFLUENThasbeendone，basin

6、gonthedatawhichwasgottenbytheexperimenttests．Simulationresultsprovidesometheoreticalreferenceforfuelcellresearch．ThegraphiteplateWaschosenforDEFCanodestructure．HydrothermalsyntheticwasusedtomakePt-Sn02／Ccatalyst．AcertainproportionofgraphitepowderdopedandMCMBWasusedinthegelformin

7、gprocesswhenpreparingthecathodetube．Inthepaper,theperformancetestofflattubewastaken，aswellastheporosity,densityoftheanodeelectriccathodesinter．ComprehensiveexperimentMresultsshowthattheporosityoftheelectrodeislargerwhenthegraphitecontentis40％and50％，andtheresultsareclose．Whenthec

8、ontentofgraphitecontentis40％inthesinter,theopti