公开(公告)号：CN118483600B

公开(公告)日：2024-10-15

申请号：CN202410933097.5

申请日：2024-07-12

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 蒋文春 ,  郑红祥 ,  罗云 ,  石亚洲 ,  宋明 ,  李少华 ,  张秀成

IPC: G01R31/378 ,  G01R31/385 ,  G01R31/367 ,  G01N3/30 ,  G01N3/42 ,  G01N23/2251 ,  G01N23/2202 ,  G01N23/227 ,  H01M8/04313 ,  H01M8/04298

Abstract: 本发明公开了一种SOFC冷热循环中电化学与力学性能的预测方法，属于固体氧化物燃料电池技术领域。本发明通过开展SOFC电堆的冷热循环试验，利用电化学工作站测量极化曲线和电化学阻抗谱，定量解析不同电极反应过程对电压衰减的贡献；测试不同冷热循环服役后的力学性能（抗弯强度、弹性模量和硬度），利用Ni颗粒变化定量地关联SOFC电堆的电化学性能与力学性能，揭示了SOFC电堆电化学性能与力学性能衰减的耦合关系，建立SOFC电堆电化学性能与力学性能衰减的理论模型，能够准确预测SOFC电堆不同冷热循环次数后电化学性能与力学性能的变化规律，以及SOFC电堆的冷热循环服役寿命，这对提升SOFC电堆冷热循环的抗热震性具有重要意义，推进SOFC的商业化应用。

公开(公告)号：CN116914198B

公开(公告)日：2024-08-30

申请号：CN202310744966.5

申请日：2023-06-21

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 蒋文春 ,  郑红祥 ,  宋明 ,  张秀成 ,  罗云 ,  张玉财 ,  王绍荣 ,  王世学 ,  岑岭山

IPC: H01M8/04313 ,  H01M8/04992 ,  H01M8/04298 ,  H01M8/04537 ,  H01M8/04701 ,  H01M8/04858 ,  H01M8/2425 ,  H01M8/2457 ,  G01R31/385

Abstract: 本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，具体公开一种固体氧化物燃料电池电堆耐久性的加速测试方法。包括如下步骤：S0、试验准备，对电堆和管路进行气密性测试。S1、设置气体供应与升温程序，对SOFC电堆进行还原处理，还原结束后启动SOFC电堆。S2、对SOFC电堆施加负载并测试其初始电化学性能，测试完成后设置SOFC电堆在恒定的电流密度下恒流运行。S3、向其通入含有杂质气体的混合气，开始加速试验。S4、关闭负载并停止测试，并设置降温程序，切断气体供应。S5、分析结果，建立SOFC电堆加速试验寿命与实际运行寿命之间的映射关系，定义电堆的失效阈值并预测SOFC电堆的寿命。本发明能够加速评估SOFC电堆的耐久性，具有试验周期短、成本低的优点。

公开(公告)号：CN118483600A

公开(公告)日：2024-08-13

申请号：CN202410933097.5

申请日：2024-07-12

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 蒋文春 ,  郑红祥 ,  罗云 ,  石亚洲 ,  宋明 ,  李少华 ,  张秀成

IPC: G01R31/378 ,  G01R31/385 ,  G01R31/367 ,  G01N3/30 ,  G01N3/42 ,  G01N23/2251 ,  G01N23/2202 ,  G01N23/227 ,  H01M8/04313 ,  H01M8/04298

Abstract: 本发明公开了一种SOFC冷热循环中电化学与力学性能的预测方法，属于固体氧化物燃料电池技术领域。本发明通过开展SOFC电堆的冷热循环试验，利用电化学工作站测量极化曲线和电化学阻抗谱，定量解析不同电极反应过程对电压衰减的贡献；测试不同冷热循环服役后的力学性能（抗弯强度、弹性模量和硬度），利用Ni颗粒变化定量地关联SOFC电堆的电化学性能与力学性能，揭示了SOFC电堆电化学性能与力学性能衰减的耦合关系，建立SOFC电堆电化学性能与力学性能衰减的理论模型，能够准确预测SOFC电堆不同冷热循环次数后电化学性能与力学性能的变化规律，以及SOFC电堆的冷热循环服役寿命，这对提升SOFC电堆冷热循环的抗热震性具有重要意义，推进SOFC的商业化应用。

公开(公告)号：CN118472276A

公开(公告)日：2024-08-09

申请号：CN202410926077.5

申请日：2024-07-11

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 蒋文春 ,  郑红祥 ,  罗云 ,  李少华 ,  张秀成 ,  石亚洲

IPC: H01M4/86 ,  H01M4/88 ,  H01M4/90 ,  H01M8/1253 ,  H01M8/24

Abstract: 本发明公开了一种具有梯度结构的固体氧化物燃料电池及其制备方法，属于燃料电池技术领域。所述燃料电池包括若干层依次堆叠的单电池，所述单电池包括依次叠放的阳极支撑层、阳极功能层、电解质层、阻隔层、过渡层及复合阴极层；所述阳极支撑层和阳极功能层分别为NiO‑3YSZ层、NiO‑8YSZ层，电解质层为YSZ层，阻隔层为GDC层，过渡层为LSCxGDC1‑x层，0.5≤x＜1，复合阴极层为LSCyGDC1‑y层，0.5≤y＜1，且x＜y。本发明通过在阴极层与阻隔层之间引入具有适中热膨胀系数的过渡层，并制备出与过渡层的热膨胀系数相匹配的复合阴极层，有效解决了单电池各层结构之间热膨胀性能不匹配的问题，在保证高发电性能的前提下，显著增强了SOFC单电池的可靠性和耐久性，从而提升了SOFC的服役寿命。

公开(公告)号：CN116879781B

公开(公告)日：2024-07-02

申请号：CN202310745018.3

申请日：2023-06-21

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 蒋文春 ,  郑红祥 ,  宋明 ,  罗云 ,  张玉财 ,  石亚洲 ,  张秀成 ,  王绍荣 ,  王世学 ,  岑岭山

IPC: G01R31/392 ,  G01R31/385 ,  G01R31/378 ,  G01R31/367

Abstract: 本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池电堆电化学性能的寿命预测方法。包括以下步骤：定义电化学性能的失效阈值，得到相对应电压衰减率以及内阻增长率的指标要求；获取电化学性能衰减预测模型所需要的电压、电流随运行时间的变化数据；根据电堆的运行参数，建立极化曲线模型；建立电堆的经验衰减模型；根据电堆前期的运行状态，计算电堆的衰减速率和衰减加速度；根据电堆失效阈值定义的总衰减幅度预测电堆未来的衰减趋势和剩余寿命。本发明能够有效分析稳定运行、启停、变载和突发性故障四种工况对SOFC电堆电压衰减率的影响，获得电堆的电化学性能衰减规律与剩余寿命，具有预测精度高和适用性广的优点。

公开(公告)号：CN116611744B

公开(公告)日：2023-10-27

申请号：CN202310868937.X

申请日：2023-07-17

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 罗云 ,  刘荣军 ,  蒋文春 ,  宋明 ,  张玉财 ,  孟辉波 ,  张秀成 ,  张清贵 ,  周帼彦

IPC: G06F17/00

Abstract: 本发明提供了一种用于SOFC热电联供系统综合评价的综合赋权方法，属于热电联供系统的数据处理技术。具体包括如下步骤：确定SOFC热电联供系统综合性能的所有单项性能并分类，建立层级结构模型；对所有单项性能按照四个类别性能分类；构建各单项性能对SOFC热电联供系统的主观权重；构建各单项性能指标对SOFC热电联供系统的客观权重；根据主观权重和客观权重，得到类别性能下各单项性能指标对该类别性能的组合权重；通过数据标准化处理并结合标准正态分布函数构建专家可信度；构建SOFC热电联供系统各类别性能对综合性能影响的权重因子。本发明的技术方案克服现有技术中不能客观评价SOFC热电联供系统的综合赋权方法的问题。

公开(公告)号：CN116914198A

公开(公告)日：2023-10-20

申请号：CN202310744966.5

申请日：2023-06-21

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 蒋文春 ,  郑红祥 ,  宋明 ,  张秀成 ,  罗云 ,  张玉财 ,  王绍荣 ,  王世学 ,  岑岭山

IPC: H01M8/04313 ,  H01M8/04992 ,  H01M8/04298 ,  H01M8/04537 ,  H01M8/04701 ,  H01M8/04858 ,  H01M8/2425 ,  H01M8/2457 ,  G01R31/385

Abstract: 本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，具体公开一种固体氧化物燃料电池电堆耐久性的加速测试方法。包括如下步骤：S0、试验准备，对电堆和管路进行气密性测试。S1、设置气体供应与升温程序，对SOFC电堆进行还原处理，还原结束后启动SOFC电堆。S2、对SOFC电堆施加负载并测试其初始电化学性能，测试完成后设置SOFC电堆在恒定的电流密度下恒流运行。S3、向其通入含有杂质气体的混合气，开始加速试验。S4、关闭负载并停止测试，并设置降温程序，切断气体供应。S5、分析结果，建立SOFC电堆加速试验寿命与实际运行寿命之间的映射关系，定义电堆的失效阈值并预测SOFC电堆的寿命。本发明能够加速评估SOFC电堆的耐久性，具有试验周期短、成本低的优点。

公开(公告)号：CN116187834A

公开(公告)日：2023-05-30

申请号：CN202310059671.4

申请日：2023-01-16

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 罗云 ,  蒋文春 ,  陈旭谦 ,  刘荣军 ,  宋明 ,  张玉财 ,  张秀成 ,  王绍荣 ,  王世学 ,  岑岭山

IPC: G06Q10/0639 ,  G06Q50/06

Abstract: 本发明属于SOFC电堆性能评价技术领域，具体公开了一种SOFC电堆的综合性能评价方法。包括以下步骤：步骤1、确定电堆的所有的单项性能指标；步骤2、确定电堆的各单项性能指标的基准值；步骤3、对电堆的各单项性能指标进行分类；步骤4、构建电堆的类别性能对电堆的综合性能影响的权重因子G(i)；步骤5、构建电堆的单项性能指标对电堆的类别性能指标影响的权重因子g(j)；步骤6、建立与电堆的单项性能指标相关的电堆的综合性能评价函数；步骤7、建立电堆的各单项性能指标的评分函数；步骤8、对电堆的综合性能进行评价。本发明对SOFC电堆性能评价清楚、准确、全面，评价方法实用性强。

公开(公告)号：CN118919797B

公开(公告)日：2025-02-11

申请号：CN202411398806.0

申请日：2024-10-09

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 蒋文春 ,  郑红祥 ,  石亚洲 ,  罗云 ,  宋明 ,  张秀成

IPC: H01M8/2404 ,  H01M8/0297 ,  H01M8/0282 ,  H01M8/2425 ,  C25B9/60 ,  C25B1/042 ,  C03C8/24

Abstract: 本发明公开了一种具有长寿命密封界面的SOFC或SOEC及其制备方法，属于燃料电池技术领域。SOFC或SOEC的密封界面是由密封层、电池片、金属连接体相互接触形成，本发明通过采用尖晶石作为金属连接体的涂层材料，并采用分阶段热处理形成高密度且附着力强的尖晶石涂层，以提高金属连接体的耐久性和整体性能；本发明还对密封层材料体系进行优化，即采用SiO2‑MgO‑Al2O3‑SrO‑V2O5体系制备密封层，不仅提高了密封层的电阻率，且还提高了其硬度及断裂强度，同时在保证气密性的前提下使密封层的热膨胀系数与金属连接体以及电池片的热膨胀系数相匹配，从而提高了密封界面的耐久性，使其具有长寿命。

公开(公告)号：CN118655011B

公开(公告)日：2024-10-29

申请号：CN202411126090.9

申请日：2024-08-16

Applicant: 中国石油大学(华东)

Inventor： 宋明 ,  高晓艳 ,  蒋文春 ,  张玉财 ,  罗云 ,  万娱 ,  钮瑞艳 ,  郑红祥 ,  石亚洲 ,  王世学 ,  王绍荣 ,  张秀成 ,  岑岭山

IPC: G01N3/18 ,  G01N3/60 ,  G06F30/23 ,  G06F30/28 ,  G06F111/04 ,  G06F111/10 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14 ,  G06F119/08 ,  G06F119/02

Abstract: 本发明公开一种冷热循环过程中SOFC双极板蠕变疲劳寿命预测方法，属于疲劳寿命预测技术领域，包括步骤：建立单电池三维几何模型及多物理场模型，计算其在冷热循环下的温度场；基于得到的温度场对单电池进行固体力学分析，计算其在冷热循环下的应力场；利用与双极板材质相同的材料制备蠕变疲劳试样并进行高温蠕变疲劳试验，获取与Larson‑Miller蠕变模型相关的参数，得到双极板材料的Larson‑Miller方程；基于双极板材料的Larson‑Miller方程，利用疲劳分析软件进行蠕变疲劳模拟，预测冷热循环过程中双极板的蠕变疲劳寿命。本发明利用数值模拟的方法将冷热循环服役工况的应力场、温度场与双极板材料本身的蠕变疲劳特性相结合，能够准确计算得到冷热循环过程中双极板的蠕变疲劳寿命。