| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-14页 |
| 第一章 绪论 | 第14-54页 |
| ·燃料电池 | 第14-17页 |
| ·SOFC的基本组成 | 第17-22页 |
| ·SOFC的热力学原理 | 第22-24页 |
| ·燃料电池的效率 | 第24-26页 |
| ·能量的转换效率 | 第24页 |
| ·热机的效率 | 第24页 |
| ·SOFC的理论效率 | 第24-25页 |
| ·燃料电池的实际效率 | 第25-26页 |
| ·SOFC电极的反应动力学 | 第26-28页 |
| ·SOFC中的化学反应 | 第28-30页 |
| ·SOFC数值建模与仿真设计所涉及到的输运理论 | 第30-34页 |
| ·有限元方法 | 第34-37页 |
| ·有限元方法的基本原理 | 第34-35页 |
| ·有限元方法的计算步骤 | 第35-37页 |
| ·国内外研究进展 | 第37-54页 |
| ·碳基燃料的研究进展 | 第37-40页 |
| ·材料性质的研究 | 第40-43页 |
| ·单电池的模拟进展 | 第43-45页 |
| ·电池堆的理论模拟进展 | 第45-48页 |
| ·国内的理论仿真进展 | 第48-54页 |
| 第二章 微管SOFC电化学性能的优化设计 | 第54-80页 |
| ·研究背景和意义 | 第54-57页 |
| ·数值模型和理论方法 | 第57-67页 |
| ·电化学模型 | 第58-61页 |
| ·气体的输运 | 第61-62页 |
| ·动量输运 | 第62-63页 |
| ·能量输运 | 第63-66页 |
| ·几何模型 | 第66-67页 |
| ·数值方法 | 第67页 |
| ·结果与讨论 | 第67-78页 |
| ·模型的验证 | 第67-68页 |
| ·阳极电流收集方式和电池工作条件对电池性能的影响 | 第68-71页 |
| ·温度场的分布 | 第71-72页 |
| ·电极的成分和微结构对电池电化学性能的影响 | 第72-74页 |
| ·微管SOFC的电化学性能与阳极微结构的关系 | 第74-77页 |
| ·微管SOFC的电化学性能与阴极微结构的关系 | 第77-78页 |
| ·结论 | 第78-80页 |
| 第三章 电极组分对微管SOFC机械性能的影响 | 第80-108页 |
| ·研究背景和意义 | 第80-81页 |
| ·弹性体的应力应变 | 第81-84页 |
| ·应力 | 第81-82页 |
| ·应变 | 第82-84页 |
| ·电池制作过程中产生的应力 | 第84页 |
| ·电池工作过程中的热应力 | 第84页 |
| ·SOFC热应力的研究现状 | 第84-89页 |
| ·实验方面的进展 | 第84-85页 |
| ·理论计算方面的进展 | 第85-89页 |
| ·结构力学模型 | 第89-92页 |
| ·本构方程 | 第89页 |
| ·材料的力学性质 | 第89-91页 |
| ·损伤几率分析 | 第91-92页 |
| ·电极组分对电池材料力学性质的影响 | 第92-94页 |
| ·阳极组分对其材料性质的影响 | 第92-93页 |
| ·阴极组分对其材料性质的影响 | 第93-94页 |
| ·微管SOFC的残余应力 | 第94-96页 |
| ·采用实验热膨胀系数计算的残余应力 | 第94-95页 |
| ·采用理论热膨胀系数计算的残余应力 | 第95-96页 |
| ·微管SOFC工作时的热应力 | 第96-97页 |
| ·电流双边收集,采用实验热膨胀系数计算的热应力 | 第96-97页 |
| ·电流单边收集,采用理论热膨胀系数计算的热应力 | 第97页 |
| ·阳极组分对电池的机械性能的影响 | 第97-102页 |
| ·室温下阳极组分对电池机械性能的影响 | 第97-100页 |
| ·工作温度下阳极组分对电池机械性能的影响 | 第100-102页 |
| ·阴极的组分对电池机械性能的影响 | 第102-106页 |
| ·室温下阴极的组分对电池机械性能的影响 | 第102-104页 |
| ·工作温度下阴极组分对电池机械性能的影响 | 第104-106页 |
| ·结论 | 第106-108页 |
| 第四章 固体氧化物燃料电池阳极中Ni的粗化模型 | 第108-126页 |
| ·研究背景与意义 | 第108-112页 |
| ·阳极中Ni粗化的理论模型 | 第112-118页 |
| ·结果与讨论 | 第118-124页 |
| ·影响复合阳极中Ni颗粒粗化的因素 | 第118-119页 |
| ·理论结果和实验结果比较 | 第119-121页 |
| ·其它几种Ni粗化模型的缺陷 | 第121-123页 |
| ·复合阳极中Ni颗粒粗化的最大半径 | 第123-124页 |
| ·总结 | 第124-126页 |
| 第五章 复合阳极Ni粗化对SOFC电池堆电化学性能的影响 | 第126-152页 |
| ·研究背景和意义 | 第126-127页 |
| ·电池堆的几何结构 | 第127-128页 |
| ·电池堆的物理模型 | 第128-133页 |
| ·电化学模型 | 第128-129页 |
| ·电荷输运方程 | 第129-130页 |
| ·气体的输运 | 第130-132页 |
| ·有效电导率和有效三相线长度的计算 | 第132-133页 |
| ·模型参数与数值验证 | 第133-136页 |
| ·复合阳极中Ni颗粒粗化模型 | 第136-137页 |
| ·Ni的粗化对三相线和电导率的影响 | 第137-145页 |
| ·Ni的粗化对TPB的影响 | 第137-141页 |
| ·Ni的粗化对电导率的影响 | 第141-145页 |
| ·Ni的粗化对电池堆电化学性能的影响 | 第145-150页 |
| ·不同的Ni积分数时,Ni的粗化对电池堆性能的影响 | 第145-147页 |
| ·不同颗粒半径时,Ni的粗化对电池堆性能的影响 | 第147页 |
| ·不同工作电压时,Ni的粗化对电池堆性能的影响 | 第147-148页 |
| ·不同Rib宽度时,Ni的粗化对电池堆性能的影响 | 第148-149页 |
| ·不同接触电阻时,Ni的粗化对电池堆性能的影响 | 第149-150页 |
| ·结论 | 第150-152页 |
| 第六章 总结 | 第152-156页 |
| 参考文献 | 第156-188页 |
| 致谢 | 第188-190页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 | 第190页 |