CeO2-Y2O3固体氧化物燃料电池的电化学性能

以Ｙ２Ｏ３掺杂的ＣｅＯ２为固体电解质,制备了电解质支撑的固体氧化物燃料电池。测定了Ｈ２－Ｏ２电池的电压－电流密度（Ｖ－Ｉ）和输出功率－电流密度（Ｐ－Ｉ）关系曲线。为抑制ＣｅＯ２基材料的电子导电性的影响,采用溶胶凝胶技术,在阳极与电解质间制备了一层１μｍ厚的ＹＳＺ薄膜,７５０℃时,电池开路电压由０．７３Ｖ上升到０．８２Ｖ,最大输出功率密度从３６ｍＷ／ｃｍ＾２增加到５４ｍＷ／ｃｍ＾２,增大５０％,证明ＹＳＺ阻挡膜确定能改善电池的电化学性能。     

固体氧化物燃料电池与陶瓷材料

固体氧化物燃料电池是一种全固态的能量转换装置，该电池通常采用陶瓷作组装材料，于６９０－１０００℃的高温下操作本文详细介绍了固体氧化物燃料电池各元件的材料，包括稳定化ＺｒＯ２电解质，Ｎｉ／稳定化ＺｒＯ２阳极，掺杂的ＬａＭｎＯ３阴极以及掺杂的ＬａＣｒＯ３双极分离器等。     

固体氧化物燃料电池材料研究进展

概述固体氧化物燃烧电池运行环境对各组件材料的要求和组件材料研究及制备进展，提出了一些有待解决的问题。     

管型固体氧化物燃料电池研制获突破

日前，中科院大连化物所采用低成本无机膜制备技术成功制备管型固体氧化物燃料电池，单管电池开路电位在1．0V以上，在800℃、0．7V下的输出功率达25W以上。该管型电池研究的突破，为发展我国固体氧化物燃料电池分散电站和集中电站提供了关键技术。     

固体氧化物燃料电池的研究进展

固体氧化物燃料电池是一种全固态燃料电池,其制造技术被认为是集精细陶瓷技术之大成,系统介绍了固体氧化物燃料电池的特点,４种关键材料的组成与性能,电池结构与制备工艺,存在的问题及解决途径。     

中低温固体氧化物燃料电池的研究

中低温固体氧化物资料电池（ＳＯＦＣ）是燃料电池研究的一个重要方向，综述了研究开发中低温ＳＯＦＣ的途径及现状，并指出了应解决的几个问题。     

中低温固体氧化物燃料电池陶瓷电解质

综述了低温固体氧化物燃料电池陶瓷电解质的研究和发展动态。这些陶瓷电解质包括掺杂性的ＣｅＯ２－Ｂｉ２Ｏ３和特种ＡＢＯ３型等陶瓷氧离子导体。     

固体氧化物燃料电池电解质材料的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能量转换效率高和环境友好的新能源装置.综述了SOFC中固体电解质的研究进展,概述了ZrO2基、CeO2基、Bi2O3基和以掺杂的LaGaO3为代表的钙钛矿结构固体电解质的研究情况.稳定的高离子电导率固体电解质的研制及其薄膜化研究是降低SOFC工作温度的两个主要途径.     

全对称构型金属支撑固体氧化物燃料电池

与传统的全陶瓷结构的固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)相比, 金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFCs)具有材料成本低, 结构稳定性高, 抗热震性高等优点。为了促进SOFC的商业化, 采用流延-烧结-浸渗工艺制备了Ce_0.8Sm_0.2O_2-δ(SDC)-430L阳极/Zr_0.88Sc_0.22Ce_0.01O_2.12(SSZ)电解质/SDC-430L阴极构型的全对称结构金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)。电池以湿氢气为燃料、空气为氧化气, 在600、650和700℃时的最大功率密度为220、250和280 mW/cm²。电化学阻抗谱的测试表明, 电池的性能由SDC-430L电极的极化阻抗所主导, 在700、650和600℃时, 电池欧姆阻抗分别为0.16、0.21和0.29 Ω•cm², 极化阻抗分别为0.67、0.90 和1.22 Ω•cm²。与阳极相比, 阴极的极化阻抗更为显著。对称SDC-430L电池在3%H₂O-97%H₂和空气气氛中测得的极化阻抗分别为0.23和1.92 Ω•cm² (650℃)。进一步优化电池结构(例如采用更加精细的430L骨架)和催化材料(例如含有Ag、Pt的复合材料)将有助于提升该MS-SOFC的电化学性能。     

固体氧化物燃料电池(SOFC)制备方法的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是解决未来能源问题的一种重要的方法.而制备方法是SOFC研究的一个重要的方向.介绍了SOFC电极材料以及制备方法在国内外的研究进展,介绍了固体氧化物燃料电池(SOFC)的阳极、电解质、阴极的制备及几种合成方法以及所取得的成果.     

固体氧化物燃料电池阳极材料成份的优化规律

本研究借助第一性原理总能量计算法, 针对可能用于固体氧化物燃料电池阳极材料的3~6周期金属元素及其氧化物, 进行了稳定性、电学性能及力学性能等方面的研究。对工作条件下(高温、还原性气氛)阳极的结构形态、综合性能等的演化情况进行了研究分析, 得到了金属/氧化物体系体模量、禁带宽度的变化趋势, 及其与稳定性的关系。结果显示, 位于生成趋势图中部区域的金属/氧化物稳定性适中, 易于发生氧化/还原反应, 可能是阳极工作条件下综合性能较优的原因, 其中靠近金属区的元素更能为体系提供电子电导和催化活性, 靠近氧化物区的元素更能为体系提供氧离子并增加稳定性, 这些结果为不同条件下的阳极选择提供了理论指导。     

基于应力分析Ni-Fe合金支撑固体氧化物燃料电池结构稳定性研究

本文以NiO和Fe₂O₃为原料, 应用流延、丝网印刷、高温共烧结和原位还原的工艺制备多孔金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)。系统研究了支撑体中Fe含量对MS-SOFC的残余应力、抗弯断裂强度和电化学稳定性的影响。结果表明, 在NiO中加入10at% Fe₂O₃, 使得支撑体致密化开始温度提高到937 ℃, 残余应力和变形翘曲度分别低至70 MPa和0.15 mm; 电池还原之后, Ni_0.9Fe_0.1支撑SOFC骨架表面孔隙率为40.22%, 抗弯断裂强度达到最大值62.34 MPa; 电化学测试过程中, Ni_0.9Fe_0.1支撑SOFC在650 ℃下, 以H₂为燃料, 在400 mA·cm ^-2电流密度下可以稳定运行60 h, 主要因为电池具有较高的抗弯断裂强度, 能够抵抗运行过程中的热应力。该研究工作为MS-SOFC结构设计和性能稳定性优化提供重要的理论依据。     

微管式固体氧化物燃料电池阳极微结构及其性能

利用相转化纺丝法制备了NiO-YSZ中空纤维, 在其外表面负载YSZ膜1450℃共烧后形成YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维。阳极孔结构通过芯液(N-甲基砒咯烷酮(NMP)+乙醇)中溶剂NMP的含量来控制。 当NMP含量从0、30wt%、50wt%、70wt%增加到100wt%时, 阳极的孔结构由指状孔/海绵孔/指状孔三明治结构逐渐成为贯通的指状孔结构, 电解质膜致密性、还原后的双层中空纤维的机械强度、阳极电导率逐渐减小, 而孔隙率则增加。多孔的阴极Ag涂敷于致密的电解质膜外表面构成微管SOFC。H₂/空气微管SOFC的浓差极化随着指状孔长度的增加而减小, 当NMP含量为70wt%时, 输出性能最佳, 最大功率密度为662 mW/cm² (800℃), 此时极化阻抗最小。     

管状YSZ电解质的制备及其在固体氧化物燃料电池中的应用*

以 8mol %钇稳定化氧化锆 (YSZ)为原料 ,以阿拉伯树胶为分散剂和粘接剂 ,采用改进注浆法制备出长度为 2 2 6～2 60mm、壁厚为 0 .4～ 0 .9mm的致密YSZ电解质薄管。设计并制出带有一定锥度的空芯石膏模 ,研究了球磨时间对成型料浆稳定性的影响 ,烧结温度对YSZ样品致密度的影响。研究结果表明 :球磨时间在 75～ 14 0min的范围内料浆的稳定性较好 ,随烧结温度的升高 ,样品的致密度提高。用这种YSZ薄管制成固体氧化物燃料电池 ,电池的电学性能随温度的升高而明显提高 ,三节电池串联的最大功率为 2 .2W。     

中低温固体氧化物燃料电池阴极材料研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种高效的能量转化装置,其成功应用将有效地节约能源和降低能源利用过程中环境污染物的排放。低温化可加快SOFCs商品化的步伐,而其关键在于开发高性能的阴极材料。综述了近年来在中低温SOFCs阴极材料方面的研究进展,其中包括ABO3型阴极材料、A2BO4型阴极材料、AA1B2O5型阴极材料及复合阴极材料,指出了各种材料的优缺点及SOFCs阴极材料的发展趋势。     

固体氧化物燃料电池与陶瓷材料

固体氧化物燃料电池是一种全固态的能量转换装置，该电池通常采用陶瓷作组装材料，于６００－１０００℃的高温下操作。本文详细介绍了固体氧化物燃料电池各元件的材料，包括稳定化ＺｒＯ２电解质、Ｎｉ／稳定化ＺｒＯ２阳极、掺杂的ＬａＭｎＯ３阴极以及掺杂的ＬａＣｒＯ３双极分离器等。     

煤气组分对固体氧化物燃料电池碳沉积的影响

以煤气化合成气作为固体氧化物燃料电池的燃料是煤炭清洁利用的重要方式之一, 但是存在碳沉积会对SOFC的运行造成一定影响. 本文构建了基于实验的全三维SOFC数学模型, 考虑了化学/电化学反应、气体的流动和扩散、气固耦合换热、过电势等多种运行参数, 计算了煤气化合成气中不同组分对以Ni-YSZ为阳极的SOFC碳沉积的影响. 可以看出, 增加水蒸气以及二氧化碳有助于碳沉积的降低, 但是过多的水蒸气和二氧化碳也会导致SOFC输出电压的降低. 较高的氢气含量对碳沉积也有一定的抑制作用. 一氧化碳含量的增加有助于减少碳沉积的范围, 但在SOFC入口处却增加了碳沉积活性. 同时, 甲烷能导致剧烈的碳沉积, 因此, 在煤气化合成气中应尽量去除甲烷.