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第一届“能源与材料”研究生学术论坛第三次报告会
( 2016-04-06 )


一.时间及地点
时间:4月10日(周日)下午2:30—5:30
地点:西区活动中心二楼学术报告厅
二.报告人信息及摘要
1、报告人:宫正 材料科学与工程系
导师:刘卫 教授
报告题目:掺杂氧化铈基固体氧化物燃料电池的相关工作
摘要:固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种能将化学能直接转化成电能的电化学装置,具有工作效率高,环境友好等优点,受到人们的广泛关注。为了降低制备和运营成本,实现商业化应用,发展中低温固体氧化物燃料电池已成为当前主要的研究方向。在目前发展的电解质材料中,掺杂氧化铈(DCO)具有很高的电导率,是中低温SOFCs研究最多的电解质材料。然而在SOFCs工作条件下,DCO中的Ce4+离子容易被还原成Ce3+离子,在电解质中引入n-型电子电导,造成部分内短路,引起开路电压显著降低,电池的工作效率也会随之降低。为了解决DCO基SOFCs内短路的问题,提高电池的开路电压,研究人员提出了很多解决办法。其中我们实验室提出了一种简单有效的方法,即采用NiO-掺杂的铈酸钡基材料用作DCO基电池阳极,利用Ba元素的扩散原位生成电子阻挡层可有效提高电池开路电压的同时电池也有很好的功率输出。本报告主要从目前解决DCO基SOFCs内短路的常用方法,以及我们实验室在这方面做得一些工作两方面对DCO基SOFCs进行介绍。


2、报告人:宦道明 材料科学与工程系
导师:彭冉冉 副教授
报告题目:一种高性能R-P结构的中温SOFC材料
摘要:由于能源危机,全球变暖不断加剧,能源利用效率和CO2排放的问题亟待解决。中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)因为它们的高能源转换效率,低有害气体排放和燃料选择的灵活性吸引了特别的关注。但是缓慢的氧还原反应(ORR)成为了IT-SOFCs实际运行的障碍。在本工作中,我们应用一个新的两层Ruddlesden-Popper(R-P)结构的氧化物Sr3Fe2O7 (SFO),作为O-SOFCs阴极材料。由DFT计算表明,SFO具有极低的氧离子形成能和可观的氧离子扩散能垒。不幸的是,SFO表面稳定的SrO层被证明是惰性吸附和解离O2,从而限制了其对ORR的催化活性。在此研究基础上,我们使用
Co部分取代SFO(SFCO),将其合成后用于改善表面氧空位浓度来加速氧的吸附、还原反应速率。从电化学性能结果表明,单相SFCO作为O-SOFC阴极材料在650°C的功率密度达到了685 mWcm-2,比广泛使用的钙钛矿型LSCF阴极材料高出15%。当放电200 mAcm-2时,电池有100小时的性能稳定测试,这为IT-SOFC的应用提供了一种良好的阴极材料。


3、报告人:徐宁 热科学和能源工程系 导师:季杰 教授 报告题目:菲涅尔式高倍聚光发电供热联产系统的技术研发
摘要:PV/T系统通过将太阳能电池与太阳能集热技术相结合,可以同时发电和提供热量,从而大大提高系统的综合效率。聚光光伏系统通过将太阳直射光聚焦在一小块电池上,从而大大减小电池的使用面积而降低成本。另一方面,高效多结电池近年来取得了较大的进展,光电转换效率超过40%的多结电池也不断被生产出来。因此,将PV/T系统与聚光光伏系统相结合,将是一个很有效的利用太阳能的方式。本课题提出了菲涅尔式高倍聚光发电供热联产系统,搭建并测试了系统样机,建立了相应的理论模型,通过数值模拟和实验研究相结合的方法,研究了不同电池温度和辐照强度对系统电性能的影响,以及不同水温、辐照、流量、风速及环温对系统热性能的影响。


4、报告人:赵盼盼 热科学和能源工程系
导师:胡芃 副教授
报告题目:石墨复合固固相变材料相变特性研究
摘要:相变储热材料的应用属于诸多储能技术中的一种,能够很好地解决能源利用过程中供能和耗能之间存在的不协调性等问题。报告首先介绍相变材料的定义及其分类,给出几种经典类型的相变储热材料的应用领域及应用实例;指出不同种类相变材料存在的缺陷与不足,介绍遴选某种相变材料所需要遵循的原则;进而介绍针对遴选出的相变材料的不足之处给出的相关改进研究。而后引出研究的主要工作:遴选出的一种固固相变材料的相变特性及其存在的缺陷,介绍通过添加石墨制备复合固固相变材料的方法对其进行改进;展开讲述了添加石墨之后的石墨复合固固相变材料相关物性及结晶特性的研究工作。


热科学和能源工程系 材料科学与工程系
2016年4月5日


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