金属陶瓷阳极材料的高效固体氧化物燃料电池研究

固体氧化物燃料电池(SOFC)利用金属陶瓷作阳极材料,具有能量转换效率高、燃料适用性强和无腐蚀等优点,是当今一种先进的能量转换装置。本文分析了固体氧化物燃料电池在电解质和电极材料方面的性能和特点,研究了金属陶瓷阳极材料及SOFC单电池的伏安特性和性能,探讨了固体氧化物燃料电池的应用和发展前景。     

甲烷为燃料的中温固体氧化物燃料电池阳极材料研究进展

中温化和直接采用天然气作为燃料是固体氧化物燃料电池的两大发展趋势,作为固体氧化物燃料电池(SOFC)关键材料之一,阳极材料的性能对整个SOFC的性能有着十分重要的影响。综述了以甲烷为燃料的IT-SOFC阳极材料的研究进展,并指出了存在的问题及解决问题的途径。     

金属支撑固体氧化物燃料电池研究进展

与传统全陶瓷结构的燃料电池不同,金属支撑固体氧化物燃料电池利用多孔金属来支撑功能阳极层–电解质层–阴极层,具有结构稳定性高、抗热快速热循环能力强,电堆组装简单,材料成本低等优势。本文分析了金属支撑固体氧化物燃料电池(SOFC)材料的选择和电池制备过程中的关键问题,并概述了金属支撑SOFC技术的研究进展。     

固体氧化物燃料电池材料的研究进展

固体氧化物燃料电池（SOFC）是当今一种先进的能量转换装置，具有能量转换效率高、环境友好、燃料适用性强和无腐蚀等突出优点。该电池通常用陶瓷作组装材料，操作温度为600－1000℃。详细介绍了固体氧化物燃料电池各元件的材料，包括Y2O3稳定化的ZrO2固体电解质，Ni/稳定化ZrO2阳极，掺杂的LaMnO3阴极以及掺杂的LaCrO3连接材料等。     

以干甲烷为燃料的SOFC阳极反应及材料的研究进展

描述了在固体氧化物燃料电池 (SOFC) 阳极上可能发生的化学反应及电化学反应,以及以干甲烷为燃料气时阳极上的反应机制.介绍了目前主要的 SOFC 阳极材料,即Ni基材料、Cu基材料及CeO2基氧化物的特点及研究进展.     

固体氧化物燃料电池阳极材料的抗积炭方法

传统的固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极采用镍基金属陶瓷材料,在CH4等碳氢化合物为燃料的阳极反应中,会出现积炭。分析以碳氢化合物为燃料的SOFC阳极材料的积炭机理,阐述反应温度、水蒸汽等因素对阳极积炭的影响,介绍Ni基陶瓷阳极性能优化和解决积炭的方法,对SOFC其他阳极材料以及未来阳极材料的发展方向进行研究展望。     

钙钛矿型中温固体氧化物燃料电池阴极材料

中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的研制是固体氧化物燃料电池(SOFC)商业化的必然趋势，影响其发展的关键问题是阳极材料、阴极材料和电解质材料的研制。钙钛矿结构稀土复合氧化物材料是最有希望的中低温固体氧化物燃料电池阴极材料，本文对钙钛矿结构的稀土复合氧化物阴极材料的导电机理、合成方法以及近年来国内外研究较多的ABO、型阴极材料的相关研究作了较为详细的叙述，并提出了其发展方向。     

使用丙烷燃料的便携式固体氧化物燃料电池研究进展

阐述了丙烷燃料应用于固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的工艺及其原理,其中包括重整、部分氧化;综述了使用丙烷燃料SOFC阳极材料研究进展,现有的研究工作主要围绕着如何阻止积炭进行,主要途径是改善阳极性能和选用合适的阳极催化剂等;介绍了当今世界上针对便携式应用的各式SOFC的研究发展现状,特别介绍了单气室SOFC;对便携式SOFC的发展前景进行了展望。     

固体氧化物燃料电池阳极研究

作为固体氧化物燃料电池(SOFC)的关键部件之一,阳极性能对SOFC性能有着十分重要的影响.本文主要对阳极研究进展进行综述,重点对阳极组织和性能方面的研究情况进行了阐述,合理选择阳极材料和制备工艺条件,优化阳极微观组织结构是获得高性能阳极的重要方面.对阳极材料选择和制备方法进行了简单的介绍.     

固体氧化物燃料电池的制备

采用柠檬酸-硝酸盐燃烧合成了纳米级CeO2基阳极支撑平板式固体氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell,SOFC）的电解质与电极材料。研究了SOFC三极板[NiO-Ce0.8Gd0.2O1.9（CGO）,阳极;CGO电解质;La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ（LSCF）-CGO阴极]的制备工艺,对制膜过程、烧结工艺等做了探讨。指出了较佳的制备条件。结果表明：物理混合得到的阳极优于共燃烧得到的阳极;球磨分散得到的阳极致密,乳化分散得到的阳极中NiO与CGO的分散较为均匀。     

硫化氢固体氧化物燃料电池研究进展

综述了H2 S固体氧化物燃料电池 (SOFC)的发展历史和研制现状 ,包括固体电解质薄膜如质子传导膜和氧离子传导膜的开发、电极催化材料尤其是阳极催化材料的研制、以及整个电池系统的性能研究。指出H2 SSOFC在工业化过程中所面临和必须解决的关键技术问题是 :电解质薄膜材料的研制及其制备 ,尤其是薄膜化的制备技术 ;电极材料的开发及制备 ,特别是阳极催化材料的选择与制备技术 ;膜 -电极三合一制备技术。并对H2 SSOFC的开发及工业应用前景作了展望     

氨燃料固体氧化物燃料电池性能研究进展与展望

氨是一种零碳燃料,也是富氢载体,具有较大储运优势。固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)是一种清洁高效发电装置,在分布式发电、热电联供、储能调峰等领域有广阔应用前景,氨气可直接用作SOFC阳极燃料以实现高效、清洁、低成本发电。首先简介了质子传导型和氧离子传导型氨SOFC的工作原理,电解质、电极材料的选择以及氨气在阳极的分解过程。其次总结了氨SOFC的实验研究现状,以单电池最大功率密度为评价指标,综述了不同电解质/电极材料、电解质厚度、操作温度等因素下两种传导类型的氨SOFC的性能表现,并分析了造成电池性能差异的原因。之后介绍了氨SOFC当前面临的挑战,最后对氨SOFC未来研究方向、热电联供系统的应用进行了展望。     

Improving electrochemical performance of (Cu,Sm)CeO2 anode with anchored Cu nanoparticles for direct utilization of natural gas in solid oxide fuel cells

Development of solid oxide fuel cell (SOFC) anode with high resistance to coking and sulfur poisoning is highly desirable for the direct application of natural gas in SOFC. Herein, a (Cu, Sm)CeO₂ anode with anchored Cu nanoparticles has been prepared. Most of Cu nanoparticles particle size ranges from 20 to 50 nm, which can increase the conductivity and catalytic activity of the anode. The Cu/CSCO10 supported cell exhibits a maximum power density of 404.6 mW/cm² at 600 °C when dry methane is used as fuel while its ohmic resistance is only 0.39 Ω cm². The single SOFC shows good stability when H₂S content in the fuel is less than 150 ppm. Up to 900 h of continuous stable operation with simulated natural gas and commercial natural gas as fuel prove the advantages and application potential of this anode.     

液态生物质燃料重整及其在固体氧化物燃料电池中的应用

固体氧化物燃料电池（soild oxide fuel cell,SOFC）是一种清洁高效的发电装置,它可以利用氢气或碳氢燃料发电。液态生物质燃料是一种可再生碳氢燃料,它通过将生物质进行快速催化热解后,经过进一步催化加工制得,主要包括生物甲醇、生物乙醇、生物柴油及其副产物生物甘油等,将SOFC与液态生物质燃料结合,具有便携、清洁和高效等优点。本文分析了包括生物甲醇、生物乙醇、生物柴油以及生物甘油在内的液态生物质燃料的重整研究及其在SOFC中的应用进展,包括重整转化机理与效率、产物选择性、应用于发电存在的优势与难题等。通过对液态生物质燃料进行催化重整,可有效抑制SOFC直接使用液态生物质燃料发电存在的阳极积炭失活现象,从而提高发电效率,延长SOFC使用寿命。总结了目前液态生物质燃料直接用于SOFC发电的研究进展,提出了未来的研究方向,以期提高液态生物质燃料在SOFC中的利用效率和稳定性。     

甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池阳极催化剂研究进展

综述了以甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极催化剂研究进展,介绍了传统的镍基复合催化剂,添加其它过渡金属Cu、Co、Fe等的复合催化剂和新型的钙钛矿型离子电子混合导体阳极材料体系的性能,提出了阳极极化、催化活性、积碳等存在的问题,展望了以甲烷为燃料的SOFC应用前景.     

Anode-Supported Tubular Micro-Solid Oxide Fuel Cell

A tubular anode-supported "micro-solid oxide fuel cell" (μSOFC) has been developed for producing high volumetric power density (VPD) SOFC systems featuring rapid turn on/off capability. An electrophoretic deposition (EPD)-based, facile manufacturing process is being refined to produce the anode support, anode functional and electrolyte layers of a single cell. μSOFCs (diameter <5 mm) have two main potential advantages, a substantial increase in the electrolyte surface area per unit volume of a stack and also rapid start-up. As fuel cell power is directly proportional to the active electrolyte surface area, a μSOFC stack can substantially increase the VPD of an SOFC device. A decrease in tube diameter allows for a reduction in wall thickness without any degradation of a cell's mechanical properties. Owing to its thin wall, a μSOFC has an extremely high thermal shock resistance and low thermal mass. These two characteristics are fundamental in reducing start-up and turn-off time for the SOFC stack. Traditionally, SOFC has not been considered for portable applications due to its high thermal mass and low thermal shock resistance (start-up time in hours), but with μSOFCs' potential for rapid start-up, new possibilities for portable and transportable applications open up.     

Cu-Ce-Zr-O／YSZ阳极材料以甲烷为燃料时的抗积炭性能

为研究甲烷在固体氧化物燃料电池中操作稳定性,分别采用共沉淀法和柠檬酸溶胶.凝胶法制备了10%CuO-Ce0.15Zr0.85O2催化剂,并以此为阳极催化剂、LSM为阴极制成了YSZ电解质支撑的SOFC单电池.用XRD对材料进行表征;用SEM对阳极,阴极进行表征.以甲烷为燃料对单电池发电性能进行测试,研究了两种不同方法制备的Cu-Ce-Zr-O阳极催化剂的抗积炭性能.相对于共沉淀法,溶胶-凝胶法制备的阳极结构和发电性能都要优于前者.长期稳定性方面,共沉淀法和溶胶.凝胶法制备的Cu-Ce-Zr-O/YSZ阳极都较传统的Ni-YSZ阳极更能够长期稳定运行.