不同操作温度下燃料气体利用率对SOFC性能之影响.PPTVIP

S O F C 性能分析 壓 力 效 應： 可逆電位變化與反應氣體分壓的關係式: 理想電位與壓力之關係 nA莫耳的A物質 nc莫耳的C物質 與 反 應 與 nB莫耳的B物質 產 生 nD莫耳的D物質 活性度以aA aB aC aD表示 熱 力 學 原 理 在等溫條件下,化學反應自由能的改變量與參加反應的各物質活性度間的關係 3. 理 想 電 位 理想電位可由下式直接算出: 自 由 能 轉 電 功 Nernst方程式之可逆電位 活 性 度 燃 料 氣 體 分 壓 效 應 假設氫氣分壓從(PH2)1改變成(PH2)2而陰極氧化劑沒有改變時,則燃料電池之可逆電位變化量為: SOFC之可逆電位變化與反應氣體分壓的關係式 關係式改變 假設SOFC過電為主要受到陰極氣體O2壓力的影響,在1000?C 的典型操作下,SOFC可逆電位隨著燃料電池操作壓力變化的關係是可寫成: 經 驗 公 式 溫 度 效 應 *固態電解質在800?C 的低溫下有相當高的歐姆極化 *歐姆極化隨操作溫度增高而減小 ?操作溫度對SOFC雙電池組性能之影響 經 驗 公 式(一) 經 驗 公 式(二) Ps: 上式的i是電流密度,單位為mA/cm2 反應氣體組成與利用率效應 經 驗 公 式(一) 經 驗 公 式(二) 燃料氣體組成對SOFC開路電壓影響 不同操作溫度下燃料氣體利用率對SOFC性能之影響 *燃料氣體利用率對SOFC輸出電壓之影響,不論氧氣或空氣,利用率在25%固定下SOFC輸出電壓隨燃料氣體利用率增加而減少 *因為燃料利用率會增加陽極的濃度極化 雜 質 效 應 補 充 說 明(一): 活性度: 反應物的活性度簡單的定義就是物 質“非停滯率”的大小,活性度越大表示反應物質越不容易停滯而容易離開原來位置. 補 充 說 明(二): 台灣燃料電池研發現況 : *工研院能資所，規劃在未來4年內，開發3~5kw小型家用PEM燃料電池，包含電池堆、燃料重組器及關鍵材料。 *台灣經濟研究院預期將於2002年完成第四代燃料電池，量產應用於電動機車，其機車最終目標為：極速85km/hr、續航力160km、總重量100公斤以下，換氫氣罐時間五分鐘內。 *中科院材料之研究領域則包含：電極觸媒、碳材電極、氣體擴展層(gas diffusion layer)、複合石墨雙極板，及電池堆設計開發。 *工研院材料所及核能研究所燃材組，也積極從事關鍵材料零組件研發工作，研發目標以應用家電、資訊、通訊(3C)電源供應產品為主。 *學術單位方面，則有元智大學投入燃料電池應用領域的研究，其近程目標是PEM 燃料電池的研發；長程目標則是直接式甲醇燃料電池(DMFC)及固態氧化物燃料電池(SOFC)的研發。 *能源委員會的燃料電池計畫，目前則先由PEM 燃料電池著手研發。 * * ? 壓力效應 ? 溫度效應 ? 反應氣體組成與利用效率 ? 雜質效應 S O F C 性能分析(1) S O F C 性能分析(2) S O F C 性能分析(3) S O F C 性能分析(4) S O F C 性能分析(5) S O F C 性能分析(6) S O F C 性能分析(7) S O F C 性能分析(8) S O F C 性能分析(9) S O F C 性能分析(10) S O F C 性能分析(11) S O F C 性能分析(12) S O F C 性能分析(13) S O F C 性能分析(14) S O F C 性能分析(15) S O F C 性能分析(16) S O F C 性能分析(17) S O F C 性能分析(18) S O F C 性能分析(19) S O F C 性能分析(20) S O F C 性能分析(21) S