导读:本文包含了碳氢化合物燃料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:质子导体,固体氧化物燃料电池,重整,稳定性
碳氢化合物燃料论文文献综述
万婷婷[1]（2018）在《基于质子传导的直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池的性能研究》一文中研究指出甲烷和二氧化碳是导致全球变暖的主要温室性气体。为了有效的利用CH_4/CO_2,减轻其对环境造成的危害,甲烷二氧化碳重整反应引起了科学家们的广泛关注。甲烷二氧化碳干重整(CO_2-DRM)能够将CH_4和CO_2转化成有用的化学产品,如合成气。但是,CO_2-DRM存在两个主要的问题,分别是反应需要消耗大量的能量和反应过程在催化剂表面产生积碳。作为一种能量转换装置,固体氧化物燃料电池能够利用电化学氧化过程中的热量实现热自生过程。因此,在固体氧化物燃料电池上进行原位的CO_2-DRM可以解决反应需要消耗大量能量的问题。对于SOFC阳极上原位的CO_2-DRM,基于质子传导型电解质的SOFC(H~+-SOFC)比基于氧离子传导型电解质的SOFC(O_2-SOFC)更具优势,因为H~+-SOFC的电解质仅将质子从阳极迁移到阴极,不会发生电化学反应产生二氧化碳。然而,作为一种传统的H~+-SOFC阳极材料,Ni基材料被用于原位的CO_2-DRM时会遇到阳极积碳导致其失活的问题。为了解决质子导体固体氧化物燃料电池阳极材料催化活性低和积碳的问题,本论文采用在传统H~+-SOFC上设计催化剂层的制备方法。这种方法的优势体现在利用SOFC阳极中的催化剂材料的同时,可以产生大量的电和合成气。首先,制备K2NiF4型钙钛矿-La2NiO4(LN)并作为H~+-SOFC阳极支撑体的前驱体催化剂层(layered H~+-SOFC)用于原位的CO_2-DRM,系统研究了 LN催化剂层的重整活性,抗积碳能力,电催化活性以及具备该催化剂涂层的H~+-SOFC(涂层H~+-SOFC)的操作稳定性。LN催化剂层在甲烷二氧化碳干重整过程中比NiO +BZCY4阳极表现出更好的催化性能和抗积碳能力。同时,涂层H~+-SOFC消耗阳极原位产生的H2,比传统电池提供了更多的功率输出。抗积碳能力提高的涂层H~+-SOFC在200 mA cm-2恒定电流密度下的稳定电压是～0.6 V。所以采用LN作催化剂涂层的H~+-SOFC在提供更高、更稳定的发电的同时,利用温室气体二氧化碳和甲烷产生高浓度CO合成气,实现电力和合成气联产。针对质子导体固体氧化物燃料电池上催化剂前驱体在原位CO_2-DRM方面的研究,由于原位产生的氢气被消耗,合成气中含有高浓度的CO。为了进一步研究H~+-SOFC在高CO浓度废气中的耐久性,以La2NiO4、LaNiO3和Ni/La2O3催化剂为研究对象并应用于H~+-SOFC的传统Ni基阳极上,系统研究了不同催化剂前驱体的相结构,微观结构和催化活性以及涂层H~+-SOFC的耐久性和电化学性能。涂层H~+-SOFC比传统H~+-SOFC具有更高的电池性能,但是由于在高CO分压的合成气中发生了CO歧化,催化剂层有积碳产生,导致了催化剂失活和电池性能衰减。(本文来源于《安徽大学》期刊2018-03-01）
仇松柏,翁育靖,蔡建坤,刘丽婷,马隆龙[2]（2017）在《山梨醇水相芳构化转化为航空燃料范围内的碳氢化合物》一文中研究指出文章利用具有微、介孔双孔结构的机械混合分子筛催化剂(Ni/HZSM-5/SBA-15),在较温和的反应条件下,将山梨醇一步水相芳构化转化为航空燃料范围内的芳烃和环烷烃类碳氢化合物。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N_2吸脱附实验、NH_3程序升温解吸(NH3-TPD)等技术对催化剂的结构、形貌和酸性质进行了表征分析。催化剂反应性能测试结果表明:反应温度为320℃时,油相产率达到42.0%,芳烃含量为69.7%;当反应温度升高到360℃时,油相产率增加到61.3%。油相产物主要由环烷烃、支链烷烃和芳烃组成,通过后续加氢脱氧提质,可以转化为高品质的生物航空燃油添加剂。(本文来源于《可再生能源》期刊2017年06期）
吕尧[3]（2014）在《抗积碳直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池功能梯度阳极材料的制备及性能》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(SOFC)能够将燃料的化学能转化为电能，具有能量转化效率高，无污染等特点。此外固体氧化物燃料电池具有燃料选择性强，也就是能够直接利用碳氢化合物为燃料而不需要复杂外部重整，近年来受到人们的普遍关注。传统的固体氧化物燃料电池阳极材料Ni/YSZ在以氢气为燃料时具有较好的性能，然而在以碳氢化合物为燃料时会导致碳沉积。利用燃烧合成法和Pechini法成功合成和制备La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)粉体以及Cu-CeO2粉体，采用流延和共烧结法合成阳极支撑电解质复合膜LSCM-YSZ/Ni-ScSZ/ScSZ膜。成功制备Cu-LSCM-CeO2阳极材料，通过流延法和共烧结法制备出阳极支撑复合膜，再利用丝网印刷法将Cu-LSCM-CeO2印刷在阳极支撑层LSCM-YSZ上，烧结后制备为单电池。在以乙醇为燃料时性能稳定，750℃下最大功率密度为390mW cm-2。在以乙醇为燃料运行240小时后，性能无明显下降，在阳极表面无明显碳沉积，说明抗碳沉积性能较好。说明在LSCM-YSZ阳极支撑层上添加一层Cu-LSCM-CeO2催化层对使得长时间运行成为可能，且无碳沉积。利用低温燃烧法合成GDC粉体，并成功制备Cu-LSCM-GDC催化剂粉体。利用丝网印刷法成功将其印刷在LSCM-YSZ阳极支撑层上，高温煅烧后制备为单电池。在以乙醇为燃料时，750℃下最大功率密度为313mW cm-2，具有较好的性能。(本文来源于《上海交通大学》期刊2014-02-15）
[4]（2011）在《我国学者利用太阳能在二氧化碳转化为碳氢化合物燃料方面取得重要进展》一文中研究指出在国家自然科学基金等项目的资助下,南京大学邹志刚课题组利用人工光合成反应,将二氧化碳转化为碳氢化合物燃料,这在利用光催化反应实现碳的循环利用方面具有积极的意义。二氧化碳在地球大气中的含量不断增加,已成为一个严重的全球性环境问题。如何探索有效地控(本文来源于《中国科学基金》期刊2011年01期）
汪芸芸[5]（2011）在《直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池功能阳极材料的制备及性能》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(SOFC)是举世公认的21世纪最重要的绿色能源技术之一。在传统Ni/YSZ阳极中,由于Ni对甲烷等碳氢化合物燃料的裂解反应具有催化作用,使燃料裂解为氢气和单质碳,导致在阳极表面出现碳沉积,使电极结构遭到破坏,电池性能恶化。因此,近年来直接以碳氢化合物为燃料的固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)的阳极材料获得了广泛的关注。在直接使用碳氢化合物为燃料时,阳极必须能够催化燃料的重整反应或直接氧化反应,以有效预防燃料裂解而产生的碳沉积。因此,直接以碳氢化合物为燃料的SOFC新型阳极材料和阳极结构的开发已经成为国际上SOFC技术竞争的关键因素之一。本文利用低温燃烧法合成钙钛矿结构的La_(0.7)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3-δ)(LSCM)阳极粉末。用La_(0.7)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3-δ)做电解质, LSCM和(Pr0.7Ca0.3)0.9MnO_3(PCM)分别作为阳极材料和阴极材料进行电池测试,电解质支撑型的LSCM/LSGMC/PCM单电池于加湿氢气气氛中在850℃、800℃和750℃时的最大功率密度分别为182、125和80mW/cm~2,而在乙醇蒸汽中对应的最大功率密度分别为169、120和68mW/cm~2。电池的稳定性测试显示,LSCM阳极于750℃暴露在乙醇蒸汽中60h后其电池性能没有发生明显的衰退,阳极表面几乎没有碳沉积。应用双层流延法制备Ni-ScSZ阳极支撑层-ScSZ电解质复合膜素坯,经共烧结得到复合膜。在已烧结的Ni-ScSZ阳极支撑层表面丝网印刷一层LSCM-CeO_2阳极催化层,制备LSCM-CeO_2/Ni-ScSZ功能梯度层阳极。单电池发电实验表明,随着LSCM-CeO_2阳极催化层中CeO_2含量的增加,单电池电化学性能也增加,以Ni-ScSZ13作阳极的单电池用氢气或乙醇蒸气作燃料于850℃下最大的功率密度分别为710和669mW/cm~2,而以Ni-ScSZ10作阳极的单电池,在相同条件下最大的功率密度分别为521和486mW/cm~2。电池的稳定性测试显示,Ni-ScSZ13阳极单电池经过144h运行后,其性能略微下降,具有较好的抗碳沉积性能。(本文来源于《上海交通大学》期刊2011-01-01）
[6]（2010）在《我国学者在二氧化碳转化为碳氢化合物燃料方面取得进展》一文中研究指出在国家自然科学基金等项目的资助下,南京大学邹志刚课题组利用人工光合成反应,将二氧化碳转化为碳氢化合物燃料,这在利用光催化反应实现碳的循环利用方面具有积极的意义,相关研究结果发表在近期的Angew.Chem.Int.Ed.和J.Am.Soc.Chem.杂志上。(本文来源于《中国材料进展》期刊2010年11期）
尚伟红[7]（2010）在《直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池热分布模型研究》一文中研究指出能源问题已成为21世纪人类面临的巨大挑战。固体氧化物燃料电池是一种将化学能直接转化为电能且无噪音污染、转化率高的能量装置。中温固体氧化物燃料电池克服了高温固态氧化物燃料电池和低温质子交换膜燃料电池的一些缺点,同时兼具二者的优点,这使之成为燃料电池技术最活跃的研究领域之一。根据中温固体氧化物燃料电池的工作原理,本文建立了一个同时考虑动量、热量传递、电化学动力和多组分传递现象的固体氧化物燃料电池的叁维数学模型,利用其对工作过程进行数值模拟,研究电池的温度、电流密度、电压、活化过电势分布。利用所建立的数学模型对操作温度为923K、973K、1023K、1073K、1123K时的固体氧化物燃料电池温度分布进行了数值模拟。模拟结果表明,随着电化学反应的进行,固体氧化物燃料电池的最高温度区出现在电池中后部,这与固体氧化物燃料电池实际工作过程吻合。电池操作温度降低,电解质和电极间的最大温差相应降低,可以延长电池的寿命。电池的工作性能除了受温度分布影响,还与电池的电流密度和活化过电势等有关。因此本课题还对电流密度分布和活化过电势分布进行了模拟。模拟结果表明,电流密度和活化过电势随着操作温度的降低而减小,可以改善电池性能。本文针对固体氧化物燃料电池工作过程进行的基础研究,对固体氧化物燃料电池工作过程的实验研究和生产实践,具有一定的指导意义和理论价值。(本文来源于《内蒙古科技大学》期刊2010-05-15）
安胜利,李晓红,宋希文,赵文广,赵永旺[8]（2009）在《中温直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池Cu-CeO_2-ScSZ阳极的研究》一文中研究指出采用共沉淀法合成了氧化钪稳定氧化锆(9 mol%Sc_2O_3,ScSZ)粉末。应用热膨胀分析仪研究了ScSZ粉末的烧结特性,采用扫描电镜观察了烧结试样的微观组织,利用交流阻抗法测定了ScSZ电解质在500～900℃的电导率。制备了以ScSZ为电解质、Cu-CeO_2-ScSZ为阳极、ScSZ-LSM为阴极的阳极支撑燃料电池。在700℃时,直接以氢气、丁烷和甲烷为燃料,测得的电池最大输出功率密度分别为280 mW/cm~2、142 mW/cm~2和120 mW/cm~2。(本文来源于《中国有色冶金》期刊2009年01期）
丁冬[9]（2008）在《以碳氢化合物为燃料的中温固体氧化物燃料电池阳极和电解质的制备和性能表征》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效、洁净的新型能源技术,有望在不久的将来满足世界快速增长的能源需求,改善能源结构,进而对全球环境产生巨大积极的影响。随着SOFC技术的不断开发和完善,商业化进程不断推进,面对着传统的SOFC在高温(1000℃左右)下运行带来了诸多材料和技术方面的问题,以及氢能燃料作为SOFC燃料的局限性,研究人员越来越认识到降低操作温度和使用碳氢化合物作为燃料的重要性。降低操作温度可以通过开发高电导率的电解质材料、降低电解质厚度和提高电极性能来实现,而通过电极结构的修饰、优化和开发新型电极材料,进而获得高催化活性和抗积碳的阳极,则是SOFC使用碳氢燃料的必由之路.本论文工作紧紧围绕这两大主题展开,一方面从制备高烧结活性和高电导率,适合作为中、低温SOFC的电解质材料入手,在深入研究该材料电性能的基础上,成功将其应用于SOFC,并通过低成本的工艺条件实现了电解质薄膜化,在中、低温下取得了较好的电池性能.另一方面,也是本论文工作的中心,则是通过构建阳极几何微结构模型,从理论和实验两方面对氧化铈修饰阳极进行了优化,并证实了优化后的单电池在碳氢化合物燃料中的成功运行。与此同时,开发了一种新型的不含离子导电相阳极,该阳极显示了不亚于传统电子-离子混合导电复合阳极的性能,以此的单电池在中、低温条件下也展示了较传统阳极单电池更稳定的性能和开路电压(OCV)。论文的第一章简单介绍了SOFC的操作原理,综述了SOFC各关键材料,重点讨论了SOFC的电解质和以碳氢燃料相关的阳极材料的最新研究进展,在概述了SOFC的发展现状和趋势的基础上,确立了本论文的研究目标和研究内容。第二章采用优化的碳酸盐共沉淀方法制备了氧化钐掺杂氧化铈(SDC)粉体,在系统研究该粉体的烧结性能和电性能的基础上,成功制备了以此作为电解质的单电池.主要结果如下:1)与文献中类似方法相比,采用较稀浓度的溶液和较低的温度,通过碳酸盐共沉淀方法制备了纳米尺寸的Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)电解质粉体,实验结果显示这种由球形粒子组成的SDC粉体具有较高的比表面和较高的烧结活性,在1100℃烧结5小时能达到98%的致密度。而电导率测试结果证实由该粉体制备的SDC陶瓷样品具有较高的离子电导率(600℃总电导率为0.022 S cm~(-1))和较低的电导活化能(0.66 eV),是一种很有前景的中、低温SOFC电解质材料.2)采用共压共烧技术制备了以上述SDC粉体为电解质薄膜的单电池,并在500-600℃温度范围内以湿H_2为燃料得到了较好的电池性能,600℃最大功率密度达到400 mW cm~(-2)。考虑到电解质厚度为～75μm的事实,这种电池显示出与本实验室常用的GNP法制备的～40μm电解质的单电池相当的性能。同时单电池也显示出较好的长期稳定性。3)借助ZsimpWin软件,利用砖层模型,将阻抗谱中晶粒和晶界电阻从总电阻中解析出来,并分别研究了晶界和晶粒的电性质。实验结果显示总电导率和电导活化能处在目前不同方法制备的SDC粉体的最优水平,烧结温度对总电导率有影响,在1300℃取得最大电导率:较高的总电导率可能是来自于较小的晶界贡献;晶粒的电导迁移焓和缔合焓也随着烧结温度而改变,前者的减小和后者的增加均与品格常数随烧结温度增加而增加的事实相关。论文第叁章首先通过构建阳极几何微结构模型以及掺杂氧化铈浸渍金属镍(Ni)阳极骨架的修饰阳极制备和相关单电池测试,从理论和实验两方面证实了一种阳极微结构修饰方法。该方法能够提高阳极叁相线(TPB),进而改善电池性能。并通过微结构参数设计和调整,取得了一系列单电池最高功率密度的优化结果。由于该阳极中SDC在Ni粒子表面的有效覆盖和修饰,隔断了Ni粒子与碳氢化合物的直接接触,能够最大程度的抑制积碳.同时SDC本身具备优异的电化学催化氧化能力,因此我们从设计和实验上都证实了碳氢化合物作为燃料在该阳极电池中的直接利用,主要结果如下:1)根据随机堆积球原理、粒子配位数方法和渗流理论,构建了离子导电相粒子修饰电子导体相粒子的阳极几何微结构模型。基于单层覆盖假设,模型计算显示,在0.30-0.53的孔隙率范围内,TPB长度随修饰粒子的覆盖度增加而增加;而孔隙率的增加提高了可供覆盖的骨架粒子表面,使得能够获得的最大单层修饰量增加,从而最大TPB增加.在超过最大修饰量以后,多层覆盖发生,阻碍了气体的传输,反而TPB降低。模型计算结果证明通过联合阳极衬底孔隙率和修饰量两个微结构参数,能够对TPB进行优化,在研究范围内获得最长的TPB。2)以Ni作为电子导电相粒子,SDC作为离子导电相粒子,采用离子浸渍法在NiO粒子骨架上进行了SDC粒子的浸渍制备了SDC修饰阳极,并以此阳极为支撑体,采用共压共烧工艺制备了SDC薄膜单电池。在600℃,H_2为燃料下表征了电池性能。由于阴极制备工艺的一致性,可以用电池的最大功率密度作为衡量阳极性能的指标。实验结果与模型预测一致,当阳极造孔剂量为10 Wt.%,20 Wt.%和30 Wt.%时(对应于还原前孔隙率0.31,0.42和0.54),最大功率密度的最大值分别为571,631和723 mW cm~(-2),对应的SDC浸渍量分别为508,564和648 mgcm~(-3)。这种方法为电极优化提供了一种思路,也加速了固体氧化物燃料电池的中、低温化进程。3)利用阳极优化的实验结果,以加入20 Wt.%造孔剂的阳极衬底,SDC浸渍量为564 mg cm~(-3)的SDC修饰阳极为主要对象,研究了对应单电池在直接碳氢化合物燃料中的应用.在低碳燃料纯CH_4中,与传统阳极电池相比,SDC修饰阳极电池显示出稳定的长期放电行为,550℃,600℃和650℃时电池最大功率密度分别为177,379和653 mW cm~(-2)。CH_4的湿润程度对电池OCV稳定性影响较大。在高碳液态燃料iso-octane中,SDC修饰阳极电池也显示出与文献报道中同种燃料下用Ru作为修饰剂的阳极单电池相当的性能和更高的OCV,在240小时以上的放电过程中没有明显的性能衰减。经39,120和232小时长期测试后的最大功率密度分别为397,369和346 mW cm~(-2)。阻抗谱显示在此期间电极界面极化电阻几乎不变,意味着最大功率密度稍微的下降主要来自于OCV的变化。这可能是由于阳极内部不足以破坏阳极微结构的少量积碳导致的。燃料组分和测试条件对电池稳定性有着较大影响,说明通过改善O_2/iso-octane比例以及维持电池在更长时间内放电能够获得更好的长期输出性能。第四章开发了一种高性能的中、低温Ni/Sm_2O_3阳极.与传统Ni/SDC阳极不同的是,由于Sm_2O_3可忽略的离子导电性,这种阳极可认为是非离子导电的。这必然意味着该阳极的TPB仅仅限于电解质/阳极的物理界面,从而导致阳极体内较低的TPB。即便如此,该阳极显示出不低于Ni/SDC阳极的性能,在600℃湿氢气为燃料下Ni/Sm_2O_3阳极对应的单电池最高功率密度分别为540 mW cm~(-2),高于Ni/SDC阳极对应的单电池的471 mW cm~(-2).XRD和电子能谱分析(EDX)结果显示Sm_2O_3并没在阳极体内与Ni反应,也没在电解质/阳极界面处明显扩散形成更高离子导电相的固溶体,说明阳极的高性能可能来自于Sm_2O_3本身较高的氧化催化能力和这种电极独特的微结构和粒子形貌.不仅如此,与Ni/SDC阳极相比,这种阳极也展示了氢气条件下较稳定的OCV和一定程度上在碳氢燃料中直接使用的能力.(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2008-11-01）
黄橙[10]（2008）在《细菌或可扮演生物燃料主角》一文中研究指出德国人卡尔·奔驰研制的第一台以汽油为动力的汽车于1886年1月29日获得专利，从此汽油汽车风靡全球，汽油作为动力也似乎成为天经地义的事，然而世界经济论坛评出的2008年科技先驱，却赫然将细菌“开动”小汽车列入其中。细菌怎样激发能量？(本文来源于《中国石化报》期刊2008-08-21）
碳氢化合物燃料论文开题报告
（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：
文章利用具有微、介孔双孔结构的机械混合分子筛催化剂(Ni/HZSM-5/SBA-15),在较温和的反应条件下,将山梨醇一步水相芳构化转化为航空燃料范围内的芳烃和环烷烃类碳氢化合物。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N_2吸脱附实验、NH_3程序升温解吸(NH3-TPD)等技术对催化剂的结构、形貌和酸性质进行了表征分析。催化剂反应性能测试结果表明:反应温度为320℃时,油相产率达到42.0%,芳烃含量为69.7%;当反应温度升高到360℃时,油相产率增加到61.3%。油相产物主要由环烷烃、支链烷烃和芳烃组成,通过后续加氢脱氧提质,可以转化为高品质的生物航空燃油添加剂。
（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。
碳氢化合物燃料论文参考文献
[1].万婷婷.基于质子传导的直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池的性能研究[D].安徽大学.2018
[2].仇松柏,翁育靖,蔡建坤,刘丽婷,马隆龙.山梨醇水相芳构化转化为航空燃料范围内的碳氢化合物[J].可再生能源.2017
[3].吕尧.抗积碳直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池功能梯度阳极材料的制备及性能[D].上海交通大学.2014
[4]..我国学者利用太阳能在二氧化碳转化为碳氢化合物燃料方面取得重要进展[J].中国科学基金.2011
[5].汪芸芸.直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池功能阳极材料的制备及性能[D].上海交通大学.2011
[6]..我国学者在二氧化碳转化为碳氢化合物燃料方面取得进展[J].中国材料进展.2010
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[9].丁冬.以碳氢化合物为燃料的中温固体氧化物燃料电池阳极和电解质的制备和性能表征[D].中国科学技术大学.2008
[10].黄橙.细菌或可扮演生物燃料主角[N].中国石化报.2008