杨雁
- 作品数：3 被引量：1H指数：1
- 供职机构：中国石化更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理金属学及工艺更多>>
- 固体氧化物电解池电解水制氢效率影响因素数值分析被引量：1
- 2023年
- 常用电解水制氢技术包括碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢及固体氧化物电解水制氢3大类。SOEC(固体氧化物电解池)电解水制氢方法在电能消耗、制氢效率和能量利用率等方面相对其他2种电解水制氢方法具有一定的优势。基于固体氧化物电解池电解水制氢过程中的电化学、热力学和动力学理论,运用Aspen Plus软件建立了SOEC电解水制氢系统的热力学流程模型,与文献结果进行对比验证,分析电解反应温度、反应压力、阴极水蒸气的含量、阳极空气的流量和电流密度等因素对制氢系统电解电压和制氢效率的影响,并在多因素影响条件下进行寻优,得到最佳反应条件。研究内容对于进一步优化提升SOEC电解水制氢系统的制氢效率以及能量利用效率具有一定的指导意义。
- 靳壮杰杨雁张伟王红涛张莉曹军
- 关键词：电压
- 固体氧化物电解池连接板La掺杂Mn-Co尖晶石涂层的制备及性能评价
- 2023年
- 固体氧化物电解池的金属连接板长期处于中高温环境(600~800℃)中,表面氧化严重使得电解池内阻增大,且金属基体的Cr挥发导致电极的电化学活性降低,二者共同作用导致电解池性能衰减严重。针对上述问题,采用电泳沉积法在商用SUS430金属基体上制备了Mn-Co涂层和Mn-Co-La涂层,再采用先后在中性气氛(950℃,N_(2))和氧化气氛(825℃,空气)条件下烧结的工艺,获得了牢固且致密的Mn-Co涂层和Mn-Co-La涂层。研究了烧结气氛和La元素掺杂对涂层性能的影响,分别利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪、四探针电阻率测试仪测试了涂层的形貌、物相组成、元素分布、面比电阻。结果表明:通过电泳共沉积掺杂微量纳米La_(2)O_(3)制备的涂层的晶粒更加均匀、细化,有效抑制了高温N_(2)烧结过程中基体Fe-Cr的溢出。750℃下300 h的氧化循环试验结果表明,与基体相比,本工作提出的烧结工艺有利于提升涂层的抗氧化性能,且La掺杂的涂层性能更优。La元素的掺杂有效减缓了基体中的Cr挥发,面比电阻更低且稳定,提高了Mn-Co尖晶石涂层的抗高温氧化性能。
- 吴建迪王强卢林任衍伦杨雁孙兆松郭土王红涛张莉
- 关键词：LA掺杂固体氧化物电解池
- 结构参数对固体氧化物电解槽性能的影响
- 2024年
- SOEC(固体氧化物电解槽)的流道结构及电极厚度等结构参数对其性能具有重要影响。基于SOEC三维计算流体力学模型建立预测电流密度与温差的ANN(人工神经网络)模型,研究结构参数对SOEC电化学性能和温度场的影响规律。结果表明:ANN代理模型具有较高的精度和低的计算成本;温度分布均匀性与电解性能负相关;减小节距、肋宽和电极厚度会引起欧姆损耗的降低,电解槽的电流密度提高。与阳极肋宽相比,阴极肋宽对电流密度的影响更为显著,导致两者对温差的影响规律有所不同。当阳极厚度<40μm,阳极厚度减小导致反应活性面积急剧减小,电流密度因此降低。在参数研究范围内,当节距为1.8 mm,电解质厚度为8μm,阳极肋宽为0.6 mm,阴极肋宽为1.2 mm,阴极厚度为600μm时,能够保持高电流密度(>3700 A/m^(2))的同时获得最佳的温度均匀度。研究结果为固体氧化物电解槽的结构优化设计提供一种便捷可行的方法,具有重要指导意义。
- 朱李杨雁王红涛孙兆松张伟曹军张莉
- 关键词：计算流体力学人工神经网络电流密度温差
