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NI-YSZ支撑管式固体氧化物电化学池及管式电堆设计及组装研究的开题报告

开题报告

题目：NI-YSZ支撑管式固体氧化物电化学池及管式电堆设计及组装研究

一、研究背景和意义

固体氧化物燃料电池（SOFC）因其高能量转化效率、低排放等优点被广泛研究和应用。其中，支撑管式固体氧化物电化学池是一种常见的SOFC的基本单元，可以实现高效的氧化还原反应，促进电池的发电性能。因此，对NI-YSZ支撑管式固体氧化物电化学池及管式电堆的设计和组装研究具有重要意义。

二、研究内容

本课题将从以下几个方面进行研究：

1.设计与制备NI-YSZ支撑材料：NI-YSZ支撑材料是管式固体氧化物电化学池的核心组件之一，是实现高效氧化还原反应的关键。因此，本研究将设计与制备不同形态和尺寸的NI-YSZ支撑材料，并对其结构、形貌和物理性质等进行表征和分析。

2.电化学池设计：本课题将设计不同结构和规格的管式固体氧化物电化学池，以实现高效的氧化还原反应和提高其发电性能。此外，将对电化学池的热动力学特性和传质性能进行分析和优化，以提高其热效率和稳定性。

3.管式电堆组装：在本研究中，将采用不同的组装方式和材料，开展管式电堆的设计和组装研究。通过优化管式电堆的结构和工艺参数，提高其发电性能和稳定性。

三、研究方法和技术

1.材料制备：采用固相反应法、化学共沉淀法等多种方法制备不同形态和尺寸的NI-YSZ支撑材料。

2.结构表征：采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）等技术对NI-YSZ支撑材料进行结构和表面形貌的表征。

3.电化学测试：采用电化学测量系统对管式固体氧化物电化学池和管式电堆的电化学性能进行测试和分析，包括开路电压、极化曲线和最大功率密度等参数。

四、预期成果和意义

本研究将设计与制备不同形态和尺寸的NI-YSZ支撑材料，开展管式固体氧化物电化学池和管式电堆的设计和组装研究，以提高电池的发电性能和稳定性。预期成果包括管式固体氧化物电化学池和管式电堆的设计和组装，电化学性能测试结果，NI-YSZ支撑材料的表征和分析等。研究结果将为SOFC的应用和开发提供参考和支持。

五、进度计划

第一年

1.设计与制备不同形态和尺寸的NI-YSZ支撑材料，开展结构和表面形貌的表征与分析。

2.建立电化学测量系统，对管式固体氧化物电化学池的性能进行测量和分析。

3.分析和优化电化学池的热动力学特性和传质性能，为进一步提高电池的发电性能奠定基础。

第二年

1.针对NI-YSZ支撑材料的特性和电化学池的需求，设计不同结构和规格的管式固体氧化物电化学池。

2.开展管式电堆的设计和组装研究，优化电堆的结构和工艺参数。

3.对管式电堆的发电性能和稳定性进行测试和分析，深入剖析其影响因素。

第三年

1.对于实验中存在的问题和难点进行深入探究，进一步提升电化学池和电堆的发电性能和稳定性。

2.对电化学池和电堆的成果进行总结和评估，提出下一步的进一步研究方向和建议。

3.撰写论文，完成毕业设计。