熔融碳酸盐型燃料电池开路电压计算

根据热力学原理，对燃料化学能直接转变成电能的过程进行了分析，并给了电池开发电压的计算方法。     

千瓦级熔融碳酸盐燃料电池的实验研究

研制了千瓦级熔融碳酸盐燃料电池.该电池以多孔陶瓷板材料γ-LiAlO_2作为电解质支持体,其厚度为0.8 mm,孔径分布0.1～0.8μm,孔隙率 50％;阴极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,平均孔径为12μm,孔隙率55％;阳极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,平均孔径为8μm,孔隙率50％,千瓦级电堆由24cm×14cm的30个单体电池组成,电池内部采用顺流型气道.该电堆最大电压达到 34 V,最大输出功率为 1.1kW.     

熔融碳酸盐燃料电池热力特性研究与实验分析

基于质量、能量和动量守恒原理和热力学特性,建立了一维熔融碳酸盐燃料电池的数学模型,应用容阻特性将复杂的偏微分方程转换为适用于快速仿真的差分方程组求解,并对燃料电池进行了实验分析.该数学模型考虑了电化学反应,反映了燃料电池的分布参数特性.利用该模型分析某一工况下熔融碳酸盐燃料电池的性能,通过与实验数据的对比表明,容阻特性的建模方法在燃料电池系统中是可行的,该模型可以反映熔融碳酸盐燃料电池的特性.     

300W熔融碳酸盐燃料电池的研究

以α-LiAlO2为隔膜，Ni-Cd为阳极，Ni为阴极，组装出有效面积226cm^2 10节薄双极板型MCFC电池组，其最大输出功率为326．8％，阻气能力高达0．9MPa。     

熔融碳酸盐燃料电池阴极材料制备与导电性

研究了熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）阴极材料锂铁氧化物电极的导电性能。实验结果表明在合成锂铁氧化物的过程中，使Li2CO3轻微过量，可以提高锂铁氧化物电极的导电性。在同一温度下，随着Li:Fe值的增大，锂铁氧化物电极的导电性增加。相同Li:Fe条件下，锂铁氧化物电极的导电性随着温度升高按指数规律增加。扫描电镜研究（SEM）表明，Li:Fe比值不同，制备的锂铁氧化物电极表面形貌也不同。     

基于神经网络辨识的熔融碳酸盐燃料电池建模

针对熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）电堆系统难以建模以及已建立的模型过于复杂，难以满足工程上对MCFC系统控制设计特别是实时控制需要的情况，绕开MCFC的内部复杂性，提出利用神经网络可能逼近任意复杂非线性函数的性能，将神经网络辨识方法应用到MCFC这种高度非线性系统的建模中。以燃料气和氧化剂气体的流速的输入量，MCFC电堆温度响应为输出量，根据输入输出数据用神经网络辨识建立MCFC电堆系统的温度模型，给出了辨识系统的结构及改进BP算法。仿真结果证明了这种方法的可行性，所建立的模型精度较高，使得设计MCFC的实时控制器成为可能。     

镍在熔融碳酸盐中的氧化行为

利用循环伏安、Ｘ射线衍射以及Ｘ射线光电子能谱等方法研究了镍电极在熔融碳酸盐中的氧化行为以及温度、气氛对其氧化行为的影响。     

熔盐燃料电池电堆动态特性的建模和分析

根据物质、动量和能量守恒，建立了10kW级顺流型熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）电堆的数学模型，给出了模型的边界条件。将MCFC电堆的波状板考虑到模型中，求解模型得到气压以及各部分温度的分布。给出并求解了MCFC的电气特性模型，分析了电堆沿气流方向的特性；电堆在电流密度阶跃变化下的动态响应。与试验数据的比较表明，模型能正确反映电堆真实的内部特性。     

溶融碳酸盐型燃料电池温度特性的建模与求解

本文首先提出了根据热量与物质的平衡及电化学的作用原理而得到的一组燃料、空气气体、电解质、隔板的温度特性的基本微分方程组,然后对这个方程组参数进行统一的无量纲化,最后由于这个方程组是无量纲化的空间和时间的偏微分方程组,用加权残差法(WMR)进行近似解,并对燃料电池本体内若干点的温度特性进行了探讨。     

顺流型、对流型熔融碳酸盐燃料电池电堆温度分布模型求解与比较

根据熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)电堆内部物质能量流动分析得出的温度分布数学模型是一组偏微分方程组.用加权剩余法对顺流型和对流型MCFC偏微分方程组进行求解,用Mathematica软件编写程序计算得到结果.在此基础上比较了上述两种不同流型的优缺点.所得结论对MCFC的流场设计有一定意义.     

顺流型熔盐燃料电池电堆的电气特性模型

熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）电堆的电气与温度特性决定其性能和可靠性，立足于控制MCFC电堆的输出电压，从单体电池推及电堆，比较全面地对MCFC电堆输出电压以及与之相关的电流密度，燃料气体利用率等特性加以分析，在系统级上建立了由一组变系数偏微分方程和积分方程描述的动态模型，并以外部负载扰动为例讨论了各状态量之间的相互关系，分析和建模的正确性为仿真结果所证实，所得结论有助于控制方案和流场的设计，以及电池材料的选择。     

MCFC电堆的自适应模糊控制器的设计

根据熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）的数学模型，为了在温度允许界限内保持MCFC电堆对外电压输出的恒定，采用自适应模糊控制理论对MCFC电堆的控制进行研究，设计了一种具有两个自适应调整模块（参数调整模块和聚类分析模块）的模糊控制器，仿真结果表明自适应模糊控制方法在性能和效果上都比PID控制有明显的提高，从而能够保证MCFC电堆在运动过程中的可靠性。     

基于计算流体力学的熔盐燃料电池电堆的仿真

基于计算流体力学技术，建立并仿真了10kW级顺流型熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）电堆的三维模型，对电堆内部的物质、动量和能量守恒过程进行了理论分析，模型考虑了MCFC电堆的一个重要组成部分-波状板，并讨论了波状板尺寸对电堆性能的影响，结果表明，在采用较大尺寸波状板的电堆中，电化学反应进行得更加充分，所建模型对电堆内部流场的设计有一定意义。     

燃料电池整机的动态模型解析与响应

以１０ｋｗ、１０单元组成的顺流型溶融炭酸盐形燃料电池为对象，同时考虑到安装在隔板与电极－电解质板之间波状板的影响，建立了有关燃料电池本机的温度与电流密度动态方程式，并应用求解偏微分方程式的加权残差法对方程求解，得到了燃料电池温度与电流密度的分布与响应结果．     

Development and Experimental Research of kW—scale Molten Carbonate Fuel Cells

A kW-scale moten carbonate fuel cells stack was developed and 800-hours‘ operating test and performance experimental research had been done.Utilizing domestic materials completely,we developed NiO cathode and Ni-Al aonde with the active area of 336cm^2 and γ-LiAlO2 electrolyte tile and bipolar plate with the area of 900cm^2,The stack was composed of thirth cells,with 62% Li2CO3 38% K2CO3 as its electrolyte,During the 800hours continuous operating,the performance of the stack was stable.With 99.7%(mole fraction)H2 as fuel and O2 from air as oxidant,the average operating voltage of a cell was about 0.72V.The maximal current density attained to 165mA/cm^2.and the maximal output power attained to 1080Watt.The whole perfomance of the stack approached to the international level in the early 90‘s ,This paper gives the main works and experimants results.     

基于计算流体力学的熔融碳酸盐燃料电池输出性能数值模拟

对熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)的连续、动量、能量方程以及电压、电化学方程进行了数学描述，采用计算流体力学(CFD)方法，对MCFC的输出性能进行数值模拟，计算结果包括电池温度、电流密度以及功率密度分布等重要参数．并将理论模型的计算结果与kW级的MCFC温度分布实验数据进行比较，两者符合很好，证明所提数学模型具有较高的可靠性．