ZrO2基固体电解质的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是目前国际上燃料电池领域的研究热点,电解质是SOFC中最关键的元件,提高ZrO2基固体电解质的电导率是SOFC研究的核心的问题之一.从热力学、动力学、理论模型等方面综述了近年来ZrO2基电解质的研究进展,并对实现ZrO2基固体电解质电导率的提高提出了解决问题的路线.     

固体氧化物燃料电池的现状和未来

简述了国外固体氧化物燃料电池 (SOFC)的发展状况及近年来取得的重要进展。首先对SOFC的工作原理进行了简单的介绍 ,然后对于传统的以氢为燃料的SOFC ,重点从成本和技术两个方面 ,比较了高温和中温反应条件下 ,燃料电池阳极、阴极、电解质和层间介质所用材质的选取 ;对于近年发展起来的以碳氢化合物为燃料的SOFC ,重点介绍了碳氢化合物氧化的间接法和直接法两种工艺流程和研究现状。最后针对以氢为燃料的高温和中温SOFC及碳氢化合物为燃料的SOFC的研究和技术现状 ,分别进行了前景展望     

ZrO2基固体氧化物燃料电池中电荷输运研究

分析了以甲烷为燃料气体、空气为氧化气体的固体氧化物燃料电池中电子、氧离子在电池的阴极、阳极和电解质中的输运过程以及电子导电型电极有效反应区结构.具体研究了Pt|YSZ|Ag固体氧化物燃料电池(SOFC)的输出功率与电池运行温度的关系并与实验结果进行了对照,探讨了燃料电池中的主要电荷输运过程与电极有效反应区结构的关系以及它们对电池性能的影响因素.研究表明:在固体氧化物燃料电池中,电解质/电极/气体所形成的三相界面的结构、电极本身的导电性能和运行温度都直接影响电池的性能.     

SOFC阳极Ni催化剂的发展历程与应用前景

燃料电池是一种能量利用率高、基本不污染空气、原料充足的能源装置.目前,燃料电池主要分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)这五种基本类型.着重介绍了SOFC中Ni-ZrO2(Y2O3)金属陶瓷阳极和H2S毒化机理,综述了阳极催化剂的有关性质和存在的主要问题,展望了SOFC的应用前景,并探讨了我国SOFC发展的技术路线.     

整体煤气化固体氧化物燃料电池（IG—SOFC）发电系统

固体氧化物燃料电池（SOFC）与熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）相比,排气温度更高,有利于组织底部联合循环发电系统回收排气的余热。SOFC对燃气中杂质的容许值较高,更有利于与煤气化结合,以煤气做燃料电池的燃料,最后形成整体煤气化固体氧化物燃料电池（IG—SOFC）发电系统。     

氢能离我们还有多远--我国燃料电池现状、差距及对策

叙述了我国质子交换膜燃料电池(PEMFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)的研究与开发现状,特别指出在性能指标、稳定性、燃料电池系统水平和燃料电池示范深度和广度等方面我国燃料电池和国外的差距。认为根据我国的具体情况,燃料电池公共汽车和大客车将会比燃料电池轿车先得到商业化应用,因此,应加大对其投资力度。提出发展我国燃料电池的对策,建议:(1)根据国情确定研制FC的方向,我国继续以PEMFC和SOFC为重点研究开发对象,其中以PEMFC为重点,中、低温SOFC也要抓紧;(2)加强应用技术基础研究,争取在燃料电池方面有原始创新;(3)加速燃料电池实用化示范工作;(4)走引进、开发并举的道路。     

注浆成型法制备阳极支撑锥管状SOFC

采用简单经济的传统陶瓷制备工艺——注浆成型法制备锥管状阳极基底。将该基底在1000℃烧结4h后采用浆料喷涂法在其上制备致密的YSZ电解质膜,在1400℃下烧结4h。采用涂覆法制备锰酸锶镧(LSM)阴极,并组装成固体氧化物燃料电池(SOFC)单体。将该电池在氢气燃料(流量为100mL/min)和空气氧化剂的条件下测试。测得的最高电池开路电压为1.072V。850℃时最大比功率达到670mW/cm2,此时电池的总面积比电阻为1ΩW.cm2,欧姆面积比电阻仅为0.2ΩW.cm2。扫描电镜结果显示通过注浆成型法制备的阳极基底呈多孔状态,非常适合固体氧化物燃料电池对阳极的要求。     

中低温固体氧化物燃料电池复相固体电解质的研究进展

介绍了复相固体电解质材料在中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)的研究进展,重点评述了Y掺杂ZrO2 (YSZ)/绝缘体、掺杂CeO2/绝缘体、掺杂CeO2/无机盐及质子导体基复相电解质材料的结构设计、制备以及电导率和单体电池性能提升的机理.指出了纳米复相电解质材料在中低温SOFC应用的可能性、存在的问题及发展趋势.     

燃料电池研究进展--第56届国际电化学学会年会回顾

主要综述了第56届国际电化学学会年会中有关燃料电池的研究进展情况。质子交换膜和固体氧化物燃料电池(SOFC)仍是研究重点,其中,涉及电催化剂的制备、表征、机理研究等多个方面的报道较多。适合碱性条件下使用的非铂催化剂研究再次活跃。可控纳米晶体制备、原位红外光谱、纳米电极或微电极技术得到广泛应用。离子导电膜仍然是燃料电池研究的重点。除了氢和甲醇,甲酸、甲醚、乙醇、乙二醇、甘油和硼氢化钠等燃料也受到研究。SOFC的研究集中在电解质及催化剂。     

燃料电池

介绍了一些主要类型燃料电池(碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物电解质燃料电池、离子交换膜燃料电池和直接氧化甲醇燃料电池)的新进展.讨论了它们可能的应用前景.     

煤基近零排放系统中固体氧化物燃料电池本体的模拟研究

煤基近零排放(zero-emission coal,ZEC)系统采用固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)进行清洁高效发电。以西门子发电集团研发的100 kW热电联产(combined heat and power,CHP)管式固体氧化物燃料电池堆为对象,采用ASPEN流程模拟软件借助FORTRAN编程搭建了SOFC本体模型,并依据文献报道的实际运行数据,对模型进行验证分析。结果表明,该SOFC模型具有良好的可靠性,可以用于后续ZEC系统的集成研究。同时该文就不同运行条件对SOFC工作性能的影响进行了分析,发现维持电池功率恒定,电池效率在燃料利用系数为0.8左右达到峰值;在其他条件不变时,增加电流密度会使燃料电池电压下降,燃料消耗量增加,电池效率降低,电池功率在电流密度约为3 500 mA时达到峰值;随着汽碳摩尔比的增加,乏燃料循环流率增加,初级重整炉出入口温度增加,甲烷转化率上升。     

两种低热值生物质气发电方式的实验研究

通过实验数据对生物质气固体氧化物燃料电池(BIO-SOFC)和生物质气内燃机两种不同的低热值生物质气发电系统的特点进行了研究,结果表明以生物质气为固体氧化物燃料电池(SOFC)的燃料时,生物质气的成分变化对SOFC性能的影响较大,而燃料热值对其发电性能影响很小。对于生物质内燃发电机组,燃料的热值对系统性能有较大的影响。通过实验详细分析了生物质气中各气体成分对固体氧化物燃料电池性能的影响。综合实验数据的对比及两种发电系统各自的特点,分析了两种生物质气发电方式的在不同应用领域的前景。     

CH_4-O_2型管状固体氧化物燃料电池电性能的研究

研制了管状固体氧化物燃料电池(SOFC)试验系统,电池的结构形式分别是:(一)Pt|YSZ|Pt(+)和(-)Pt|YSZ|La(Sr)MnO_3(+)以CH_4为燃料,O_2为氧化剂气体,对所研制的管状SOFC试验电池的电性能进行了研究.考察了500～700℃温度范围内的电流电压特性和电流功率特性.研究结果表明,甲烷无需经水蒸汽转化,直接送入SOFC试验电池系统,就有明显的电流产生,电池的输出电流和输出功率随温度的升高而显著提高.分析了甲烷在SOFC内直接进行电化学反应的机理,固体电解质可作为离子源或离子接受体,形成反应活性位,控制金属电极催化剂的功函,促进甲烷在阳极的氧化反应.     

燃料电池及其发展前景

燃料电池具有非同寻常的性能：电效率可达60％以上,而且可以在带着部分负荷运行的情况下进行维修,除了有效比率碳氧化物排放外几乎没有任何有害的排放物。文章介绍按温度划分的4种主要燃料电池（PEMFC、PAFC、MCFC和SOFC）的性能,重点介绍高温固体氧化物燃料电池（SOFC）的应用及其发展前景。     

高温燃料电池发电技术分析

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)均可被固定电站应用.对SOFC以及MCFC的发展状况进行了论述,分析了SOFC的发展方向和存在的问题,以及MCFC的材料工艺、发展现状和存在的问题,并从制造成本、电池堆容量、材料体系、商业化示范等方面对2种高温燃-料电池进行了比较分析.分析得出,适合我国绿色煤电计划的高温燃料电池发展技术路线是优先发展MCFC技术,利用国内外积累的MCFC研究成果,尽快实现MCFC的大型化与产业化.     

考虑电池利用率的燃料电池控制策略

电池利用率作为燃料电池系统控制器设计中的关键因素,它的取值决定了燃料电池是否能够安全、高效地运行。在充分考虑合理的电池利用率取值区间以及固体氧化物燃料电池(Solid Ox-ide Fuel Cell,SOFC)发电系统的动态模型之后,提出了针对燃料处理单元与直流变换器的控制策略,使得即使负载发生突变,也能保证电池利用率在限定的范围内,并表现出良好的负荷跟踪特性。基于SOFC并网的前级直流系统仿真,验证了文中控制方法的正确性与有效性。     

SOFC电解质薄膜制备技术研究进展

针对固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质薄膜制备技术与电池性能研究进展进行了综述。SOFC是高效率的电源装置,但其效率严重依赖于电解质层的薄膜化。对比分析了目前电解质薄膜制备中使用的干压法、流延法、丝网印刷、浸涂法、溶胶凝胶法、电泳沉积、物理气相沉积、化学气相沉积、等离子喷涂等技术的优劣之处,并探讨了不同制备技术对电池综合性能的影响。     

军用便携式燃料电池技术发展

简述直接甲醇燃料电池(DMFC)、重整甲醇燃料电池(RMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜电池(PEMFC)在军用便携式电源中的研究进展,如优点(高比能量、静音和可靠性等)及面临的问题(催化剂稳定性、燃料转换效率和环境适应性等),并对发展前景进行展望。     

液体燃料(乙醇)在高温SOFC阳极反应的进展

本文综述了燃料电池技术的发展；指明了燃料电池的发展方向；重点介绍了液体燃料(乙醇)应用到固体氧化物燃料电池中的意义、发展现况以及一些急待解决的问题。详细介绍了乙醇催化制氢反应(液体燃料乙醇应用在SOFC阳极的主要反应)。得出了乙醇必将是SOFC未来绿色能源的结论。     

欧盟展开燃料电池技术标准化项目丹麦负责推进

近日,欧盟展开了一项针对固体氧化物燃料电池（SOFC）及固体氧化物电解池（SOEC）的能源技术标准化项目（SOCTESQA）。该项目旨在为SOFC和SOEC能源技术制定统一的标准,以促进燃料电池技术的发展。该项目将主要由丹麦负责推进。