| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 主要符号对照表 | 第11-16页 |
| 第1章 引言 | 第16-38页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第16-17页 |
| 1.2 固体氧化物电解池CO_2/H_2O共电解 | 第17-24页 |
| 1.2.1 基本工作原理 | 第17-19页 |
| 1.2.2 热力学分析 | 第19-20页 |
| 1.2.3 常用材料及结构类型 | 第20-22页 |
| 1.2.4 发展历史与现状 | 第22-24页 |
| 1.3 SOEC CO_2/H_2O共电解反应机理及性能研究现状 | 第24-36页 |
| 1.3.1 电化学反应机理 | 第24-30页 |
| 1.3.2 性能规律 | 第30-31页 |
| 1.3.3 积碳特性 | 第31-32页 |
| 1.3.4 CH4生成特性 | 第32-33页 |
| 1.3.5 机理模型 | 第33-35页 |
| 1.3.6 管式电池单元 | 第35-36页 |
| 1.3.7 研究存在的主要问题 | 第36页 |
| 1.4 论文研究思路及研究内容 | 第36-38页 |
| 第2章 图案电极电解CO_2电化学反应机理研究 | 第38-68页 |
| 2.1 本章引论 | 第38页 |
| 2.2 实验介绍 | 第38-48页 |
| 2.2.1 图案电极设计及纽扣电池制备 | 第38-41页 |
| 2.2.2 反应器及实验测试系统 | 第41-42页 |
| 2.2.3 图案电极稳定性 | 第42-44页 |
| 2.2.4 实验内容及步骤 | 第44-46页 |
| 2.2.5 Ni表面积碳表征 | 第46-48页 |
| 2.3 图案电极积碳特性 | 第48-52页 |
| 2.3.1 Ni条纹表面碳元素分布 | 第48-49页 |
| 2.3.2 Ni条纹表面积碳结构表征 | 第49-52页 |
| 2.4 对称Pt电极电池性能测试 | 第52-53页 |
| 2.5 图案电极电解CO_2的电化学性能 | 第53-66页 |
| 2.5.1 图案电极极化分离 | 第53-54页 |
| 2.5.2 电化学反应动力学分析 | 第54-56页 |
| 2.5.3 工作电压的影响 | 第56-57页 |
| 2.5.4 表面扩散的讨论 | 第57-59页 |
| 2.5.5 工作温度的影响 | 第59-61页 |
| 2.5.6 CO分压的影响 | 第61-63页 |
| 2.5.7 CO_2分压的影响 | 第63-65页 |
| 2.5.8 基元反应机理分析 | 第65-66页 |
| 2.6 本章小结 | 第66-68页 |
| 第3章 图案电极CO_2/H_2O共电解电化学反应机理研究 | 第68-85页 |
| 3.1 本章引论 | 第68页 |
| 3.2 实验介绍 | 第68-72页 |
| 3.2.1 电池、反应器及实验测试系统 | 第68-69页 |
| 3.2.2 图案电极稳定性 | 第69-71页 |
| 3.2.3 实验内容及步骤 | 第71-72页 |
| 3.3 图案电极电解H_2O的电化学性能 | 第72-82页 |
| 3.3.1 图案电极极化分离 | 第72-73页 |
| 3.3.2 电化学反应动力学分析 | 第73-74页 |
| 3.3.3 工作温度的影响 | 第74-77页 |
| 3.3.4 H_2分压的影响 | 第77-78页 |
| 3.3.5 H_2O分压的影响 | 第78-80页 |
| 3.3.6 基元反应机理分析 | 第80-82页 |
| 3.4 图案电极CO_2/H_2O共电解的电化学性能 | 第82-84页 |
| 3.4.1 H_2O/CO_2比例对电化学性能的影响 | 第82-83页 |
| 3.4.2 三种组分体系的电化学性能对比 | 第83-84页 |
| 3.5 本章小结 | 第84-85页 |
| 第4章 多孔电极SOEC CO_2/H_2O共电解性能研究 | 第85-107页 |
| 4.1 本章引论 | 第85页 |
| 4.2 实验介绍 | 第85-90页 |
| 4.2.1 纽扣电池制备 | 第85-86页 |
| 4.2.2 反应器及实验测试系统 | 第86-87页 |
| 4.2.3 实验内容与步骤 | 第87-90页 |
| 4.3 单电解CO_2和电解H_2O的电化学性能 | 第90-94页 |
| 4.3.1 反应温度的影响 | 第90-92页 |
| 4.3.2 工作电压的影响 | 第92页 |
| 4.3.3 载气组分的影响 | 第92-94页 |
| 4.4 CO_2/H_2O共电解的电化学性能 | 第94-97页 |
| 4.4.1 操作条件参数对电池性能的影响 | 第94-95页 |
| 4.4.2 三种组分体系的电化学性能对比 | 第95-97页 |
| 4.5 燃料极积碳特性 | 第97-102页 |
| 4.5.1 积碳过程中电化学性能变化 | 第97-98页 |
| 4.5.2 运行工况对积碳程度的影响 | 第98-100页 |
| 4.5.3 积碳在燃料极内的空间分布 | 第100-101页 |
| 4.5.4 浸渍Ru催化剂对积碳的影响 | 第101-102页 |
| 4.6 CO_2/H_2O共电解生成CH4特性 | 第102-106页 |
| 4.6.1 电化学性能 | 第102-103页 |
| 4.6.2 运行工况对CH4生成特性的影响 | 第103-104页 |
| 4.6.3 CO_2/H_2O共电解生成CH4的机理分析 | 第104-106页 |
| 4.7 本章小结 | 第106-107页 |
| 第5章 CO_2/H_2O共电解基元反应模型及机理分析 | 第107-150页 |
| 5.1 本章引论 | 第107页 |
| 5.2 SOEC CO_2/H_2O共电解基元反应模型 | 第107-116页 |
| 5.2.1 模型计算域及假设 | 第107-108页 |
| 5.2.2 非均相基元反应、电化学反应和有效反应面积 | 第108-112页 |
| 5.2.3 电荷守恒方程 | 第112-113页 |
| 5.2.4 质量守恒方程 | 第113-114页 |
| 5.2.5 边界条件 | 第114-115页 |
| 5.2.6 模型参数 | 第115-116页 |
| 5.3 模型校准及验证 | 第116-117页 |
| 5.4 CO_2/H_2O共电解模型分析 | 第117-126页 |
| 5.4.1 非均相基元反应敏感性分析 | 第118-119页 |
| 5.4.2 组分及电流密度分布 | 第119-121页 |
| 5.4.3 燃料极厚度对CO_2/H_2O共电解相对性能的影响 | 第121-125页 |
| 5.4.4 燃料极非均相化学反应和电化学反应分区现象分析 | 第125-126页 |
| 5.5 燃料极反应与传递过程耦合分析 | 第126-138页 |
| 5.5.1 模型计算工况 | 第126-127页 |
| 5.5.2 非均相化学反应和电化学反应区域定义 | 第127-128页 |
| 5.5.3 电极微观结构参数的影响 | 第128-133页 |
| 5.5.4 离子电导率的影响 | 第133-134页 |
| 5.5.5 载气组分的影响 | 第134-136页 |
| 5.5.6 反应温度的影响 | 第136-138页 |
| 5.6 氧气极反应和传递过程耦合分析 | 第138-147页 |
| 5.6.1 模型计算工况 | 第138-139页 |
| 5.6.2 IV曲线 | 第139页 |
| 5.6.3 极化电压 | 第139-142页 |
| 5.6.4 氧气极内电子电流密度和O2浓度分布 | 第142-144页 |
| 5.6.5 极化分离 | 第144-147页 |
| 5.7 本章小结 | 第147-150页 |
| 第6章 管式SOEC CO_2/H_2O共电解性能及模拟分析 | 第150-175页 |
| 6.1 本章引论 | 第150页 |
| 6.2 实验介绍 | 第150-154页 |
| 6.2.1 管式SOEC制备 | 第150-151页 |
| 6.2.2 反应器 | 第151-153页 |
| 6.2.3 实验内容与步骤 | 第153-154页 |
| 6.3 运行工况对管式SOEC电化学性能的影响 | 第154-157页 |
| 6.3.1 工作温度的影响 | 第154-156页 |
| 6.3.2 载气组分的影响 | 第156-157页 |
| 6.4 管式SOEC CO_2/H_2O共电解生成CH4特性 | 第157-159页 |
| 6.5 管式SOEC稳态模型建立与验证 | 第159-167页 |
| 6.5.1 模型计算域与假设 | 第159-160页 |
| 6.5.2 控制方程 | 第160-167页 |
| 6.5.3 模型校准及验证 | 第167页 |
| 6.6 管式SOEC模拟计算与结果分析 | 第167-173页 |
| 6.6.1 参数分布及转化率、效率分析 | 第167-170页 |
| 6.6.2 热中性电压 | 第170-171页 |
| 6.6.3 入口流速及方向的影响 | 第171-173页 |
| 6.7 本章小结 | 第173-175页 |
| 第7章 总结与展望 | 第175-180页 |
| 7.1 全文总结 | 第175-178页 |
| 7.2 主要特色及创新点 | 第178页 |
| 7.3 工作建议与展望 | 第178-180页 |
| 参考文献 | 第180-192页 |
| 致谢 | 第192-194页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第194-195页 |
