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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)針對(duì)SOFC及其動(dòng)力系統(tǒng)，介紹了高溫電化學(xué)動(dòng)力發(fā)電領(lǐng)域的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、關(guān)鍵技術(shù)與前沿方向。具體來(lái)說(shuō)，本書(shū)首先介紹了面向動(dòng)態(tài)負(fù)荷的SOFC電池及電堆技術(shù)，如金屬支撐SOFC、管式SOFC、微管式SOFC（第2～4章主要內(nèi)容）；隨后探討了面向性能及壽命提升的SOFC多物理場(chǎng)管控與檢測(cè)診斷技術(shù)（第5章主要內(nèi)容）；最后闡述了面向系統(tǒng)集成的燃料處理、集成控制、應(yīng)用技術(shù)等（第6、8、9章主要內(nèi)容），此外，本書(shū)還以航空動(dòng)力領(lǐng)域?yàn)槔U述了SOFC在典型動(dòng)力系統(tǒng)中的應(yīng)用（第7章主要內(nèi)容）。本書(shū)主要面向高等院校、研究機(jī)構(gòu)以及相關(guān)企業(yè)從事固體氧化物燃料電池研究與應(yīng)用工作的讀者。本書(shū)既可以作為能源動(dòng)力相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生教材，也可作為固體氧化物燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)的參考書(shū)籍。

作者簡(jiǎn)介

　　王雨晴，女，博士，北京理工大學(xué)特別副研究員、博士生導(dǎo)師，德國(guó)洪堡學(xué)者。主要研究方向?yàn)槿剂想姵?、分布式供能系統(tǒng)。主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金等多項(xiàng)國(guó)家/省部級(jí)縱向科研項(xiàng)目；曾入選第七屆中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程、獲德國(guó)洪堡獎(jiǎng)學(xué)金等獎(jiǎng)勵(lì)。發(fā)表SCI論文30余篇，出版《固體氧化物燃料電池能量轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存》等著作3部；獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)。

圖書(shū)目錄

叢書(shū)編委會(huì)
叢書(shū)序
序
前?言
第1章　緒論001
1.1　SOFC工作原理002
1.2　SOFC應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展現(xiàn)狀004
1.3　SOFC動(dòng)力系統(tǒng)挑戰(zhàn)005
參考文獻(xiàn)006
第2章　金屬支撐SOFC007
2.1　概述008
2.1.1　結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點(diǎn)008
2.1.2　技術(shù)現(xiàn)狀009
2.2　金屬材料及其防護(hù)技術(shù)013
2.2.1　支撐體材料013
2.2.2　支撐體加工方法017
2.2.3　連接體021
2.3　電解質(zhì)制備方法025
2.3.1　低溫?zé)Y(jié)制備技術(shù)026
2.3.2　涂層制備技術(shù)030
2.4　電堆集成及應(yīng)用048
2.4.1　典型金屬支撐電堆集成關(guān)鍵技術(shù)048
2.4.2　電堆集成現(xiàn)狀052
參考文獻(xiàn)056
第3章　管式SOFC063
3.1　發(fā)展概況065
3.2　管式SOFC材料與制備工藝066
3.2.1　陰極支撐管式SOFC066
3.2.2　陽(yáng)極支撐管式SOFC069
3.3　管式SOFC組堆與系統(tǒng)集成技術(shù)075
3.3.1　組堆技術(shù)075
3.3.2　系統(tǒng)集成技術(shù)079
3.4　穩(wěn)/動(dòng)態(tài)特性084
3.4.1　管式SOFC單元參數(shù)分布特性 084
3.4.2　管式SOFC發(fā)電特征 086
3.4.3　管式SOFC發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)/動(dòng)態(tài)特性 089
3.5　動(dòng)力系統(tǒng)中的典型應(yīng)用091
參考文獻(xiàn)092
第4章　微管式SOFC095
4.1　發(fā)展概況096
4.2　制備工藝097
4.2.1　支撐體制備097
4.2.2　電解質(zhì)膜制備099
4.2.3　燒結(jié)特性100
4.3　批量化生產(chǎn)102
4.3.1　擠出成形法制備陽(yáng)極管104
4.3.2　功能薄膜104
4.3.3　批量燒結(jié)105
4.4　組堆技術(shù)107
4.4.1　密封解決方案107
4.4.2　集流設(shè)計(jì)及實(shí)施111
4.4.3　尾氣催化處理114
4.5　穩(wěn)態(tài)/動(dòng)態(tài)性能116
4.5.1　啟動(dòng)時(shí)間和冷熱循環(huán)116
4.5.2　穩(wěn)態(tài)-動(dòng)態(tài)性能118
4.6　移動(dòng)便攜系統(tǒng)中的典型應(yīng)用121
參考文獻(xiàn)124
第5章　SOFC電堆多物理場(chǎng)管控與檢測(cè)診斷129
5.1　多尺度模擬技術(shù)130
5.1.1　電極反應(yīng)機(jī)理模型130
5.1.2　電池單元模擬137
5.1.3　電堆模擬151
5.2　電堆熱管理156
5.2.1　電堆產(chǎn)熱與散熱機(jī)制157
5.2.2　電堆熱管理技術(shù)157
5.3　性能檢測(cè)與故障診斷技術(shù)160
參考文獻(xiàn)164
第6章　SOFC動(dòng)力系統(tǒng)與應(yīng)用167
6.1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)168
6.1.1　燃料供給與處理子系統(tǒng)169
6.1.2　發(fā)電子系統(tǒng)169
6.1.3　熱管理子系統(tǒng)169
6.1.4　電力調(diào)控子系統(tǒng)171
6.2　典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成171
6.2.1　SOFC-電池動(dòng)力系統(tǒng)172
6.2.2　SOFC-熱機(jī)混合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)172
6.3　典型SOFC動(dòng)力系統(tǒng)模擬174
6.3.1　零維BOP部件模型174
6.3.2　SOFC模型179
6.3.3　其他SOFC模型及系統(tǒng)模擬185
6.4　新型SOFC與應(yīng)用188
6.4.1　直接火焰燃料電池188
6.4.2　直接氨燃料電池196
參考文獻(xiàn)201
第7章　SOFC在航空動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用211
7.1　飛行汽車(chē)等航空領(lǐng)域運(yùn)載工具對(duì)動(dòng)力的需求212
7.1.1　飛行汽車(chē)簡(jiǎn)介212
7.1.2　飛行汽車(chē)運(yùn)行特點(diǎn)及對(duì)動(dòng)力的需求214
7.2　固體氧化物燃料電池在航空動(dòng)力的應(yīng)用218
7.2.1　NASA格林中心SOFC航空動(dòng)力研究219
7.2.2　高抗熱震性固體氧化物燃料電池研究222
7.2.3　SOFC/GT航空動(dòng)力系統(tǒng)模擬研究 224
7.3　固體氧化物燃料電池渦電動(dòng)力227
7.3.1　 SOFC渦電動(dòng)力概述 227
7.3.2　SOFC渦電動(dòng)力熱力學(xué)模型 229
7.3.3　SOFC渦電動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)敏感性分析與設(shè)計(jì) 232
7.4　應(yīng)用于航空動(dòng)力的SOFC小結(jié)與展望236
7.4.1　高壓力條件下穩(wěn)定運(yùn)行的SOFC電堆研發(fā) 236
7.4.2　大功率高功率密度SOFC動(dòng)力系統(tǒng)研究237
7.4.3　SOFC渦電動(dòng)力熱管理研究238
參考文獻(xiàn)239
第8章　燃料處理技術(shù)243
8.1　燃料前處理技術(shù)244
8.1.1　前處理技術(shù)介紹244
8.1.2　不同燃料的前處理技術(shù)252
8.1.3　積炭260
8.2　尾氣后處理技術(shù)263
參考文獻(xiàn)265
第9章　SOFC動(dòng)力系統(tǒng)控制275
9.1　安全運(yùn)行區(qū)域276
9.2　部分負(fù)荷和非設(shè)計(jì)工況運(yùn)行280
9.3　動(dòng)態(tài)機(jī)理模型與負(fù)載跟隨284
9.3.1　動(dòng)態(tài)機(jī)理模型285
9.3.2　負(fù)載跟隨286
9.4　動(dòng)態(tài)模型辨識(shí)289
9.5　控制策略與控制器設(shè)計(jì)296
9.5.1　控制策略296
9.5.2　分散控制303
9.5.3　集中控制307
9.6　半實(shí)物仿真310
參考文獻(xiàn)311