固体氧化物燃料电池阳极材料积碳和硫中毒机理与改性的理论研究

项目名称： 固体氧化物燃料电池阳极材料积碳和硫中毒机理与改性的理论研究

项目编号： No.11174070

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 物理学I

项目作者： 杨宗献

作者单位： 河南师范大学

项目金额： 55万元

中文摘要： 固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高效率、低污染及适用燃料(如氢、碳氢化合物等)范围广等优点而成为当今世界能源领域的开发热点，但直接以碳氢化合物为燃料的SOFC 的应用也存在一些技术难题，如SOFC 阳极材料Ni-YSZ(加入氧化钇稳定剂的ZrO2)表面因出现积碳(coking)和硫中毒现象而失去活性，从而引起人们的关注。人们对Ni-YSZ 体系积碳和硫中毒引起阳极失去活性的微观机理还不太清楚，因此还没有很有效的解决途径，极大地限制了固体氧化物燃料电池的广泛应用。本课题旨在用第一性原理方法及从头算原子热力学方法，从原子层次和电子结构方面对Ni-YSZ 和Cu-CeO2(阳极替代材料)体系及其积碳和硫中毒问题进行系统的对比研究，阐明不同阳极材料的微观结构特点、积碳和硫中毒差异的微观机理，并通过对体系中 Ni、Cu 的合金化改性及CeO2 的掺杂改性研究，为SOFC 阳极材料改性提供理论依据。

中文关键词： 固体氧化物燃料电池；阳极；积碳；硫中毒；第一性原理

英文摘要：

英文关键词： solid oxide fuel cells；anode；carbon deposition；sulfur poisoning；first principles