氧化还原导致固体氧化物燃料电池(SOFC)材料性能退化和多层结构变形的力学问题研究

本项目提出用微纳米传感技术测试固体氧化物燃料电池热失配应力的新技术和方法以及研究使用环境下功能性燃料电池材料微裂纹损伤和热失配应力导致的失效过程。主要研究氧化还原导致固体氧化物燃料电池结构失效和阳极材料欧姆损失的表征方法和模型，研究多层多孔材料损伤/电导损失耦合体系的失效准则和裂纹扩展规律；并研究热失配残余应力和温度场存在时半电池结构多孔双层材料界面裂纹的扩展规律，利用Dundurs参数模型建立多孔材料和存在应力场的多层材料失效模型；研究氧化还原导致SOFC材料强度、刚度退化使得电池结构变形的问题,以及陶瓷到金属相变与微裂纹与电解质材料欧姆损失的关系。本项目研究固体氧化物燃料电池向长寿命发展中需要解决的力学问题,解决电池结构的完整性问题,是研究解决面向国家能源技术发展中的科学问题，因而具有重要的实际意义和科学意义。