固态燃料电池技术

本书共分成16章，配合学期制，每周一章，分配进度容易。1. 本书介绍燃料电池的基础背景，内容考虑到材料、机械、化工及电机四个领域的相关知识，由浅入深，详细说明。2. 本书是为了给年轻一代的工程师，可以选择新的生涯，进入新的能源领域事业，经由研读本书，或是修习这门课程，为能源世纪做准备。3. 本书特色包括收集绘制186张图、59个表、配合说明，容易学习。4. 基础及原理的章节都有讨论主题，或是练习题，引导学生发表自己的意见，加深印象。参考数据丰富，共收录509条参考资料，其中包括舒、论文及研究报告77篇，初入门之研究生容易上手。

第1篇  导论
第1章  绿色可再生能源工程
  1.1  地球的冷暖变化
  1.2  近百年的地球气候变迁
  1.3  温室气体
  1.4  能源的需求
  1.5  可再生能源工程发展
  1.6  可爭生能源政策
  1.7  讨论
  习题
  参考文献
第2章  燃料电池系统
  2.1  燃料电池分类及优缺点
    2.1.1  分类
    2.1.2  优缺点
  2.2  固体电解质燃料电池(SOFC)
    2.2.1  SOFC的电池组
    2.2.2  燃料供应
    2.2.3  燃料重整器
    2.2.4  气体分配器及热交换器
    2.2.5  电流收集
    2.2.6  传感器及保护措施
    2.2.7  外壳及结构固定
  2.3  电能系统发展目标
    2.3.1  电控逻辑
    2.3.2  整合二次电池
    2.3.3  整合其他发电装置
    2.3.4  固定式及移动式差异
  2.4  其他燃料电池
  2.5  结论
  2.6  讨论
  习题
  参考文献
第3章  燃料
  3.1  燃料的分类及特性
  3.2  氢
    3.2.1  氢气的特征
    3.2.2  氢的合成
    3.2.3  储氢技术的发展
    3.2.4  氢能应用与
  3.3  生物质及生物质燃料
    3.3.1  生物质的来源
    3.3.2  生物质燃料工程及资源化
    3.3.3  生物质能的其他应用
  3.4  天然气
    3.4.1  天然气成分及来源
    3.4.2  合成天然气
    3.4.3  天然气的储量
  3.5  煤
    3.5.1  煤的分类
    3.5.2  煤的成分
    3.5.3  煤的净化
  3.6  石油
    3.6.1  石油成分
    3.6.2  石油的分类及性质
    3.6.3  石油供给
  3.7  结论
  ……
第2篇  基础篇
第4章  能量及电池功率
第5章  材料导电原理
第6章  SOFC材料热学性质
第3篇  固体燃料电池
第7章  固体电解质
第8章  SOFC电极
第9章  SOFC封装
第10章  电池及电池组的设计
第11章  固体燃料电池的工艺技术
第12章  碳氢燃料纯化及重整
第4篇  电池测试及应用
第13章  电池性质测试
第14章  SOFC失效及异常诊断
第15章  定置型气化及低碳发电
第16章  便携式SOFC电源的应用
索引

    8.3.3杂质及其他变量的影响
    复合材料在高温（>800℃）操作，材料的高温劣化就容易显现。尤其是阳极燃料带入的杂质，如果阳极显现低的抗硫化性能，Redox反应的稳定性不佳。使用碳氢燃料会形成不定型碳的沉积（又称积碳现象），因而阻碍流道。或是长时间反应后，颗粒的粗化，产生镍的聚结，使导线无法连接，都是文献中报道的缺点。
    阳极的变因还包括下列项目，其优、劣的差异及原因说明如下：
    （1）水汽含量：这是一个**重要的变量，一般以H2／H2O为控制因素；或在生质燃料的测试时，改为CH4／H2O，来了解输出电功率密度的改变。
    （2）操作温度：通常以800℃为分界，温度越高，反应性越佳，但界面反应越快，也越易劣化；低于650℃，反应速率变差，也会使导电性减少，因为欧姆电阻过高，使功率密度（PD）变差。
    （3）负载电流（loading current）：会使过电压（n）逐渐增加，产生的极化电阻也会逐渐增加。
    （4）阳极机械强度：阳极若是作为支撑材料，阳极中过大的孔隙，NiO或是YSZ N3v型NN（agglomerates）对阳极的机械强度都有负面的影响。另外，氧化及还原来回作用，NiO—Ni会有接近30％～50％的体积变化，阳极的机械强度更显重要。
    8.4电极的新发展
    （1）电极复合材料化，使阳极具有多重功能，提升其燃料催化性能，同时提高导电性。
    （2）使用生物质燃料时，因为燃料中含有数10 ppm，或是更高含量的硫，因此阳极对硫的容忍度就要进行分析及了解。目前的了解是在1000℃，Ni对1 ppm的HeS仍会敏感。若是阳极对硫过于敏感，就应该予以改善。
    （3）氧化镍（NiO）在600℃氢气还原的气氛下，会在10 min内还原成金属镍，但是SOFC停机时，若有氧气渗入，会使镍氧化，体积增加50％左右，会撑破阳极。因此如何避免阳极氧化的发生，需要小心设计SOFC降温停机过程。