固体氧化物电解池制氢关键技术及产业化进展 被引量：4

1

作者 张俊杰 孙旺 +3 位作者 高啸天 乔金硕 王振华 孙克宁 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4749-4763,共15页

随着双碳目标和能源革命的持续推进,氢能作为重要的清洁能源受到广泛关注。在众多的制氢途径中,固体氧化物电解池(solid oxide electrolytic cell,SOEC)电解水制氢被认为是最有前景的制氢途径之一。为更好地服务SOEC电解水制氢的产业化... 随着双碳目标和能源革命的持续推进,氢能作为重要的清洁能源受到广泛关注。在众多的制氢途径中,固体氧化物电解池(solid oxide electrolytic cell,SOEC)电解水制氢被认为是最有前景的制氢途径之一。为更好地服务SOEC电解水制氢的产业化发展,对SOEC技术的研究现状和面临的挑战进行了系统梳理。虽然SOEC电解水制氢具有制氢效率高、环境污染小、余热高效利用等优点,但在长时间稳定运行和大规模集成上还有许多难点问题亟需解决,目前国内SOEC产业化尚在起步阶段,与国外发展水平还有一定的差距。提升材料的稳定性、优化系统控制是SOEC技术的重点发展方向。此外,加快SOEC产业化进程还需要协同发展上下游产业链,进一步降低制备成本。随着技术的成熟,SOEC有望在化工、分布式能源等领域获得广泛的应用。 展开更多

关键词 电解 制氢 固体氧化物电解池 电极材料 系统 产业化进展

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CoSe_(2)/还原氧化石墨烯复合材料制备及其储钠性能表征

2

作者 翟雪 乔金硕 +1 位作者 孙旺 方赵瑞 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1714-1719,共6页

针对钠离子电池硒化物负极材料因体积膨胀导致循环和倍率性能较差的实际应用问题,采用一步水热法制备得到海胆状的CoSe_(2)/还原氧化石墨烯复合材料,通过X射线衍射、扫描电镜、N_(2)吸附-脱附法等测试和电化学表征技术对其结构、微观形... 针对钠离子电池硒化物负极材料因体积膨胀导致循环和倍率性能较差的实际应用问题,采用一步水热法制备得到海胆状的CoSe_(2)/还原氧化石墨烯复合材料,通过X射线衍射、扫描电镜、N_(2)吸附-脱附法等测试和电化学表征技术对其结构、微观形貌、储钠性能进行表征和评价。结果表明:当电流密度为1 A/g时,复合材料经过300次循环之后放电比容量能够稳定在488.1 mA·h/g。在电流密度0.1、0.2、0.5、1.0、5.0和10.0 A/g条件下,复合材料放电比容量分别达到574.8、538.5、516.8、502.8、398.7和294.5 mA·h/g。相比于CoSe_(2),放电比容量和倍率性能均得到显著提高。一步法合成的碳负载海胆状多孔结构能够增加材料的比表面积,减少颗粒团聚和长大,增加电解液与活性材料的接触面积,提高电子电导率,缩短Na+的迁移路径,抑制充放电过程的体积膨胀,提高电极材料的电化学性能。 展开更多

关键词 CoSe_(2)/还原氧化石墨烯 水热法 倍率性能 循环性能 储钠性能

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固体氧化物燃料电池燃料重整技术研究进展 被引量：12

3

作者 乔金硕 孙克宁 +1 位作者 张乃庆 周德瑞 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1189-1194,共6页

对固体氧化物燃料电池 (SOFC)燃料重整技术的研究进展进行了综述。分别对催化裂解、蒸气重整、部分氧化、自供热重整等燃料外部重整技术 ,以及直接氧化和直接蒸气内部重整等内部重整技术的研究进展进行了评述 ,对每种重整方式的特点进... 对固体氧化物燃料电池 (SOFC)燃料重整技术的研究进展进行了综述。分别对催化裂解、蒸气重整、部分氧化、自供热重整等燃料外部重整技术 ,以及直接氧化和直接蒸气内部重整等内部重整技术的研究进展进行了评述 ,对每种重整方式的特点进行了介绍 。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 蒸气重整 部分氧化 自供热重整 内部重整

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流延浸渍法制备Cu-CeO_2-YSZ固体氧化物燃料电池阳极

4

作者 乔金硕 孙克宁 +1 位作者 张乃庆 周德瑞 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A03期113-116,共4页

通过流延浸渍法制备Cu-CeO_2-YSZ阳极,采用淀粉做造孔剂,确定了多孔YSZ基体的制备工艺,主要包括造孔剂用量及流延浆料配比。并通过复合流延制备多孔YSZ支撑的多孔-YSZ/致密-YSZ复合基体,以Pt浆为阴极,通过电池放电考察了氢气条件下多孔... 通过流延浸渍法制备Cu-CeO_2-YSZ阳极,采用淀粉做造孔剂,确定了多孔YSZ基体的制备工艺,主要包括造孔剂用量及流延浆料配比。并通过复合流延制备多孔YSZ支撑的多孔-YSZ/致密-YSZ复合基体,以Pt浆为阴极,通过电池放电考察了氢气条件下多孔YSZ孔隙率、Ce和Cu的浸渍条件等对Cu-CeO_2-YSZ阳极性能影响。结果表明,原料中淀粉含量为65%(质量分数),1500℃烧结6h得到多孔YSZ孔隙率可达到70%左右。采用真空顺次浸渍法制备20%Cu-10%CeO_2-YSZ(质量分数)阳极,其电池800℃时的最大功率密度为113 mW/cm^2。 展开更多

关键词 流延 浸渍 Cu-CeO2-YSZ阳极

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直接乙醇燃料电池阴极制备与装配工艺优化实验设计与实施 被引量：1

5

作者 乔金硕 张琪 +2 位作者 陈湘君 翟雪 孙旺 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第9期109-116,141,共9页

为优化直接乙醇燃料电池的阴极催化剂,该文采用化学还原一步法分别制备出以活性炭、纳米碳和多壁碳纳米管为载体的Pt/C催化剂,研究了载体对催化剂性能的影响,并确定纳米碳为最优载体。以纳米碳为载体,采用相同工艺制备出具有核壳结构的P... 为优化直接乙醇燃料电池的阴极催化剂,该文采用化学还原一步法分别制备出以活性炭、纳米碳和多壁碳纳米管为载体的Pt/C催化剂,研究了载体对催化剂性能的影响,并确定纳米碳为最优载体。以纳米碳为载体,采用相同工艺制备出具有核壳结构的Pt-Fe和Pt-Co合金催化剂,将其与Pt/纳米碳催化剂进行对比分析,探究了Fe、Co两种过渡金属对催化剂氧还原性能、稳定性等的影响,最终获得性能优于商业Pt/C催化剂的Pt-Fe/纳米碳合金催化剂。改进了电极制备及单电池装配工艺,提高了电池性能和实验成功率。 展开更多

关键词 直接乙醇燃料电池 PT/C催化剂 Pt-Fe/纳米碳 Pt-Co/纳米碳 核壳结构

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碳燃料固体氧化物燃料电池结构研究进展 被引量：3

6

作者 郭祥 乔金硕 +2 位作者 王振华 孙旺 孙克宁 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期290-302,共13页

直接碳燃料固体氧化物燃料电池(direct carbon-fueled solid oxide fuel cells,DC-SOFC)是一种通过电化学过程将碳燃料的化学能直接转化为电能的发电装置,具有优异的发电效率、高的燃料利用率及低的碳排放。然而,相比气体和液体燃料,固... 直接碳燃料固体氧化物燃料电池(direct carbon-fueled solid oxide fuel cells,DC-SOFC)是一种通过电化学过程将碳燃料的化学能直接转化为电能的发电装置,具有优异的发电效率、高的燃料利用率及低的碳排放。然而,相比气体和液体燃料,固体燃料的流动性较低,因此如何提高固体燃料传输速率并有效促进阳极反应动力学过程,以及在工作状态下高效、便捷地添加燃料是目前DC-SOFC要解决的关键问题。本文综述了近年来直接碳固体氧化物燃料电池结构的研究进展,总结了电池宏观结构与阳极微观形貌方面的发展,讨论了碳燃料固体氧化物燃料电池亟待解决的问题及发展方向。 展开更多

关键词 燃料电池 显微结构 电化学 阳极 碳燃料

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生物质碳在直接碳固体氧化物燃料电池中的应用 被引量：5

7

作者 乔金硕 陈海涛 +3 位作者 王振华 孙旺 李海军 孙克宁 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期781-790,共10页

研究活性炭和碳化的梧桐叶、橘子皮为直接碳燃料电池燃料时的物化性能和电化学性能.通过X射线衍射研究燃料中碳的形态结构,采用能谱及拉曼研究燃料中元素质量分数.BET测试燃料的比表面积及孔结构.结果表明,碳化的橘子皮燃料中含有钾元... 研究活性炭和碳化的梧桐叶、橘子皮为直接碳燃料电池燃料时的物化性能和电化学性能.通过X射线衍射研究燃料中碳的形态结构,采用能谱及拉曼研究燃料中元素质量分数.BET测试燃料的比表面积及孔结构.结果表明,碳化的橘子皮燃料中含有钾元素和较高的无定形碳质量分数,有利于碳的Boudouard反应和电化学反应.碳化橘子皮燃料比表面积为74 m^(2)•g^(-1),且具有较小的孔隙率和较大的堆积密度,与阳极的接触界面较大,作为燃料时,800℃燃料电池最大功率密度可达572.6 mW•cm^(-2).即非木质、水质量分数大的橘子皮经过高温碳化后得到的生物质碳,作为直接碳燃料燃料电池燃料时,具有优异的性能. 展开更多

关键词 直接碳燃料电池 燃料 生物质 电化学

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能源化工专业实验教学模式的探索与改革 被引量：10

8

作者 翟雪 乔金硕 +1 位作者 孙旺 黎汉生 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第11期205-208,共4页

文章分析了北京理工大学能源化工专业实验教学存在的问题,介绍了该校化工实验中心探索并实践的新型专业实验教学模式,涉及教学资源的建设与完善、课程考核办法和标准的制定,以及教学质量的监控等三个方面,并以"阴极极化曲线的测量&... 文章分析了北京理工大学能源化工专业实验教学存在的问题,介绍了该校化工实验中心探索并实践的新型专业实验教学模式,涉及教学资源的建设与完善、课程考核办法和标准的制定,以及教学质量的监控等三个方面,并以"阴极极化曲线的测量"实验为例,介绍了新型教学模式的应用。 展开更多

关键词 能源化工 专业实验 实验教学模式 探索与改革

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NiMn2O4尖晶石氧化物阴极的制备及电化学性能研究 被引量：4

9

作者 肖扬 徐春明 +5 位作者 杨晓霞 张立红 孙旺 乔金硕 王振华 孙克宁 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期4292-4302,共11页

高性能阴极材料的开发对推动中温固体氧化物燃料电池(intermediate temperature solid oxide fuel cells,IT-SOFCs)的发展具有重要意义。本文采用溶胶-凝胶法制备了尖晶石型NiMn2O4(NMO)电子-离子混合导体材料,并作为IT-SOFCs阴极进行... 高性能阴极材料的开发对推动中温固体氧化物燃料电池(intermediate temperature solid oxide fuel cells,IT-SOFCs)的发展具有重要意义。本文采用溶胶-凝胶法制备了尖晶石型NiMn2O4(NMO)电子-离子混合导体材料,并作为IT-SOFCs阴极进行了系统的研究,通过X射线衍射表征确定NMO材料呈稳定的立方相结构,并采用电导弛豫方法对其氧离子传导能力进行了研究。发现NMO具有优秀的氧离子传导能力,为其电化学性能提供了保障。对称电池的电化学阻抗谱测试结果表明,800℃时NMO阴极材料的界面电阻值为0.27Ω·cm^-2,同时作为阳极支撑型SOFC的阴极材料进行放电时的最大功率密度可以达到864.9 mW·cm^-2。上述结果表明,NiMn2O4是一种极具潜力的IT-SOFCs阴极材料。 展开更多

关键词 电化学 燃料电池 催化 阴极材料 氧还原 尖晶石

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原位析出纳米合金的PrBaFe_(2)O_(6-δ)基阳极构筑及其在固体碳燃料电池中的应用研究 被引量：2

10

作者 艾承燚 乔金硕 +2 位作者 王振华 孙旺 孙克宁 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期3708-3719,共12页

开发高性能阳极材料对于固体碳为燃料的固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells,SOFCs)的发展意义重大。本文研究了原位析出Fe以及FeNi合金的PrBaFe_(2)O_(6-δ)(PBF)基层状双钙钛矿材料在SOFCs中的应用。通过溶胶-凝胶法制备了Ni... 开发高性能阳极材料对于固体碳为燃料的固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells,SOFCs)的发展意义重大。本文研究了原位析出Fe以及FeNi合金的PrBaFe_(2)O_(6-δ)(PBF)基层状双钙钛矿材料在SOFCs中的应用。通过溶胶-凝胶法制备了Ni掺杂的(PrBa)_(0.95)Fe_(1.7)Ti_(0.2)Ni_(0.1)O_(6-δ)(PBFTN)阳极材料。XRD表明合成的材料呈现钙钛矿结构且在阳极还原性气氛下保持稳定。XRD、SEM、TEM、XPS结果表明在还原性气氛下材料表面析出大量均匀分布的纳米金属颗粒。当采用纯的纳米活性炭为燃料时,电解质支撑型的以PBFTN为阳极的单电池在800℃下实现了698 mW·cm^(-2)的最大功率密度,性能十分优异,表明其是一种具有潜力的SOFCs阳极材料。 展开更多

关键词 电化学 燃料电池 原位析出 纳米颗粒 阳极材料 钙钛矿

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B位Mn掺杂Sr_2Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)作为中温固体氧化物燃料电池阳极的性能 被引量：2

11

作者 苟曼莉 张继方 +3 位作者 王振华 孙旺 乔金硕 孙克宁 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期874-880,共7页

采用溶胶-凝胶燃烧法合成出Sr_2Fe_(1.4)Mn_(0.1)Mo_(0.5)O_(6-δ)(SFMn0.1M)材料,并将其作为中温固体氧化物燃料电池的阳极.表征了SFMn0.1M材料的晶体结构、微观形貌、元素价态、电导率和电化学性能.X射线衍射表明Mn取代后,SFMn0.1M依... 采用溶胶-凝胶燃烧法合成出Sr_2Fe_(1.4)Mn_(0.1)Mo_(0.5)O_(6-δ)(SFMn0.1M)材料,并将其作为中温固体氧化物燃料电池的阳极.表征了SFMn0.1M材料的晶体结构、微观形貌、元素价态、电导率和电化学性能.X射线衍射表明Mn取代后,SFMn0.1M依然保持了立方钙钛矿结构,扫描电子显微镜观察到其微观形貌为三维多孔结构.SFMn0.1M作为SOFCs阳极显示出优异的电化学性能,在800℃下SFMn0.1M的电导率为14.7S·cm^(-1),以SFMn0.1M为阳极材料组装单电池,H_2作为燃料,其最大功率密度在800,750,700和650℃下分别为565.2,385.2,303.9和141.2mW·cm^(-2).因此,SFMn0.1M在作为IT-SOFC阳极材料时表现出巨大的潜力. 展开更多

关键词 中温固体氧化物燃料电池 阳极 Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ 掺杂

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MnO_(2)/碳纳米管/石墨烯/泡沫镍复合材料制备及储锂性能评价综合实验设计 被引量：2

12

作者 翟雪 乔金硕 +2 位作者 樊铖 孙旺 毛竹 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第2期13-17,共5页

针对锂离子电池负极材料的实际应用问题,设计了MnO_(2)/碳纳米管/石墨烯/泡沫镍复合材料的制备及储锂性能评价综合实验。实验先采用化学气相沉积法制备碳基底,再经水热反应沉积二氧化锰制备自组装电极;通过X射线衍射、扫描电镜、氮吸脱... 针对锂离子电池负极材料的实际应用问题,设计了MnO_(2)/碳纳米管/石墨烯/泡沫镍复合材料的制备及储锂性能评价综合实验。实验先采用化学气相沉积法制备碳基底,再经水热反应沉积二氧化锰制备自组装电极;通过X射线衍射、扫描电镜、氮吸脱附法等技术和电化学手段对其结构、微观形貌、储锂性能进行表征和评价。该实验涉及纳米材料制备、微观结构表征、电池装配工艺、储能性能评价等多个环节,涵盖了电化学、固态物理学、材料学等多个学科领域,以热点应用问题为切入点,结合实际科研成果,能够多维度地提高学生的科研动手能力和解决实际问题的能力,激发学生的科研热情。 展开更多

关键词 MnO_(2)/碳纳米管/石墨烯/泡沫镍复合材料 水热法 储锂性能 综合实验

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原位双金属纳米颗粒YST复合阳极的构筑及其直接碳催化性能研究 被引量：1

13

作者 陈海涛 乔金硕 +3 位作者 王振华 孙旺 李海军 孙克宁 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期4270-4281,共12页

研究了原位Cu析出和CuCo双金属析出的钇掺杂钛酸锶(YST)材料在作为直接碳燃料电池(DC-SOFCs)阳极时的结构及性能。首先采用燃烧法制备系列Co掺杂的Y0.08Sr0.92Ti0.9-xCu0.1CoxO3-δ(x=0,0.1,0.2,0.3)阳极材料。通过XRD、SEM、TEM等表征... 研究了原位Cu析出和CuCo双金属析出的钇掺杂钛酸锶(YST)材料在作为直接碳燃料电池(DC-SOFCs)阳极时的结构及性能。首先采用燃烧法制备系列Co掺杂的Y0.08Sr0.92Ti0.9-xCu0.1CoxO3-δ(x=0,0.1,0.2,0.3)阳极材料。通过XRD、SEM、TEM等表征材料微观结构,结果表明Co掺杂量达到0.2时,氢气还原后的阳极材料析出均匀分布的CuCo双金属纳米颗粒。电导率测试表明CuCo双金属纳米颗粒有效提高了材料的电导率。CO氛围下的阻抗测试表明,析出CuCo双金属纳米颗粒的Co0.2阳极材料具有最小的极化阻抗,催化活性优于其他阳极材料,以其作为阳极的电池在800℃和碳为燃料时,最大功率密度可达591 mW·cm^-2,且具有良好的稳定性,是一种优异的DC-SOFC阳极材料。 展开更多

关键词 原位析出 纳米颗粒 阳极 燃料电池 电化学

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对银行卡产业发展的几点思考——访中国银联股份有限公司董事长兼总裁万建华 被引量：1

14

作者 张嘉琤 乔金硕 《上海金融》 CSSCI 北大核心 2002年第5期11-12,共2页

中国银联股份有限公司(以下简称"中国银联")已于今年3月登上了中国金融舞台.它的问世使国内各自为阵的银行卡网络连为一体,这样,我国金融服务的手段更为先进,应对入世后的挑战力量也加强了.但不容忽视的是,虽然我国银行卡的... 中国银联股份有限公司(以下简称"中国银联")已于今年3月登上了中国金融舞台.它的问世使国内各自为阵的银行卡网络连为一体,这样,我国金融服务的手段更为先进,应对入世后的挑战力量也加强了.但不容忽视的是,虽然我国银行卡的发卡量已超过了3亿张,但使用效率却不高,用卡支付仅占消费额的3.3%,银行卡的受理单位也只占全国零售网点的近2.7%……可见银行卡的发展之路并不平坦.日前,记者就中国银联如何发展等问题采访了该公司的董事长兼总裁万建华. 展开更多

关键词 政府 市场化 银行卡产业 发展 中国

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质子导体固体氧化物燃料电池Pr_(1.8)Ba_(0.2)Ni_(0.5)Cu_(0.4)Co_(0.1)O_(4+δ)阴极材料制备与性能 被引量：2

15

作者 李婷婷 王振华 +3 位作者 孙旺 白羽 孙克宁 乔金硕 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2636-2643,共8页

通过溶胶-凝胶法制备新型Ruddlesden-Popper结构Pr_(1.8)Ba_(0.2)Ni_(0.5)Cu_(0.4)Co_(0.1)O_(4+δ)阴极材料,探究其作为质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFC)阴极材料在氧化性气氛中的催化还原性能。对PBNCC进行相结构、物理性能及电化... 通过溶胶-凝胶法制备新型Ruddlesden-Popper结构Pr_(1.8)Ba_(0.2)Ni_(0.5)Cu_(0.4)Co_(0.1)O_(4+δ)阴极材料,探究其作为质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFC)阴极材料在氧化性气氛中的催化还原性能。对PBNCC进行相结构、物理性能及电化学性能表征,结果表明:PBNCC材料450℃时具有最大电子电导率为118 S·cm^(-1),750℃时PBNCC电极在空气和含水氩气气氛中电极极化阻抗分别为0.047Ω·cm^(2)、1.161Ω·cm^(2),其结构中氧空位和质子缺陷的形成有利于促进氧离子与质子在晶格中的传导过程,与没有掺杂钴元素的原始材料相比较,氧还原能力有一定提高。 展开更多

关键词 质子导体固体氧化物燃料电池 阴极 Ruddlesden-Popper结构

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