固体电解质燃料电池的进展

固体电解质燃料电池的进展孙宏林，田玫ＲＥＦＬＩＥＣＴＩＯＮＯＦＳＴＡＴＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＹＩＮＣＡＲＮＯＴＣＹＣＬＥ１前言固体电解质燃料电池，又称固体氧化物电解质燃料电池，简称ＳＯＦＣ（ＳｏｌｉｄＱｘｉｄｅＦｕｅｌＣｅｌｌ），是一种高温燃料电池，...     

SOFC氧离子导体电解质材料的研究进展及性能优化策略

典型的固体氧化物燃料电池(SOFC)由致密电解质、多孔阴极和阳极三部分构成。其中,电解质介于阴极和阳极之间,是一种具有全固态结构的氧化物陶瓷材料。电解质是SOFC的核心部件之一,是电池工作温度和电池性能的决定性因素。目前,对于高温电解质材料的研究与应用已经相对成熟。但是,在电池高温运行条件下,会导致电极和电解质界面反应、密封困难及使用寿命变短等问题。因此,SOFC电解质的发展逐渐趋向于中温化。但随着工作温度的降低,电解质欧姆阻抗(Ro)势必增大,使得电池的电导率下降。基于此,电解质在中温下的性能提升以及优化近年来备受关注。文中综述了几种不同类型的氧离子导体电解质最新研究进展,并论述了SOFC中低温运行条件下电解质性能提升的主要优化策略。     

耐高温型阻隔气体薄膜

日本产业技术综合研究所开发出一种耐1000 ℃高温的阻气型软薄膜,其常用温度设定在350 ℃左右.该种耐高温阻气型薄膜是以工程塑料为基体材料,可根据具体需要,相应调整与其他种类材质进行混合、表面加工处理、多层层合等工艺.其应用目标是:在高温下的气体密封性材料,以及固体燃料电池的阻隔膜.     

固体氧化物燃料电池电解质制备方法的研究

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种绿色能源得到了广泛关注,SOFC中关键材料是电解质,LaGaO_3基固体电解质(LSGM)不仅离子电导率高,而且在电池工作时稳定性好,因此成为了研究焦点。本文综述了制备中低温固体氧化物燃料电池电解质LSGM的三种方法,包括传统的固相反应法、高温高压法和溶胶凝胶法;介绍了各种方法的流程以及它们各自的优缺点。     

在室温下能传导质子的聚合物

<正> 美国Allied-Signal 研究中心的科学家们发明了一种在室温下能传导质子的聚合物。这种新的聚合物是聚乙烯醇及磷酸混合物制成,经试验可作氢传感器,可用于电池、燃料电池及电化学显示装置。固体离子传导体是一种有前途的研究领域。目前研究无机物固体结晶的科学家们,还     

日本研发出全固态电池可超高速充放电

正日本东京工业大学等机构研究人员近日研发出可超高速充放电的全固态电池。全固态锂电池是一种使用固体电极和固体电解质的新型电池。其高密度性、高安全性、高输出功率等性能与传统液态电池相比更具优势,在新能源汽车领域应用前景     

固体氧化物燃料电池热应力失效研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效率、燃料灵活、全固态的燃料电池，是世界各国竞相研究开发的重点。其长期在高温下运行，运行部件之间材料属性差异较大，内部不可避免产生的热应力引起的部件损坏失效问题比较严重，严重阻碍其商业化应用。SOFC的热力失效问题不同尺度下有不同的表现形式和机理，本文从电堆、单电池和电极多个尺度综述了目前国内外学者相关的研究工作和进展，并对此做出评述和展望，提出了未来值得进行的研究内容，为SOFC热力失效问题的研究提供指导。     

中国科学家研发出低成本新能源电池材料

<正>中国地质大学(武汉)材料与化学学院吴艳副教授与湖北大学朱斌教授等合作,成功研发出成本低廉的新能源电池材料——褐铁矿,为天然矿物在先进能源应用上提供了一种新途径。据介绍,作为一种新型的固体电池材料,褐铁矿在成本、性能上更具优势。目前市场价为每吨80美元,而传统固体氧化物燃料二氧化锆市场价约为100美元/kg。同时,褐铁矿作为一种新型电解质材料,所组装的固体氧化物燃料电池具有较高的功率输出。固体氧化物燃料电池是一种高效和环境友好型的能源转换技术,其商业     

新型高能钠/硫电池

Na/S电池是一种新型、高能电池。介绍了Na/S电池的结构、原理、所用的固体电解质及近期研究简况。     

锂电池固态电解质新材料问世

近日,丰田中央研发实验室开发了一种有望用于高功率和高能量的全固态锂离子电池的固体电解质新材料。该材料用于正极为钴酸锂、负极为锂单质的锂离子电池时,具有优异的充放电性能和循环性能。全固态锂离子电池以传统固体氧化物作电解质时,比有机电解液和固体硫化物中的离子电导率低很多。该电解质不仅有高的化学稳定性和宽的电化学窗口,而且在室温下的离子电导率比有机电解液的电导率还高出两个数量级。该固体电解质与正极不会发生副反应和材料剥离,且界面阻抗能低到和普通的液态锂离子电池接近,但界面阻抗的活化能小很多。     

四氟草酸磷酸锂的制备及应用

四氟草酸磷酸锂主要应用于锂离子电池、锂离子电容器等非水电解液的添加剂或作为新型锂离子电池电解液用盐,能改善电解液的热稳定性和水解稳定性。与六氟磷酸锂相比,四氟草酸磷酸锂具有更好的热稳定性和对水的耐受性,在正极材料表面形成更加稳定的固体电解质界面膜(CEI膜),有效提高电池的高温循环和高温存储性能,因此在高镍、高电压领域有着广泛的应用。本文概述四氟草酸磷酸锂的制备及应用,可供锂离子电池电解液以及锂离子电池开发人员参考。     

提高CeO2基固体电解质电性能的几种方法

CeO2基固体电解质是一种有望用于SOFC上的中温固体电解质，但其在还原气氛下容易发生还原反应而产生电子电导，影响了电池的性能。本文详细地总结了提高、改进CeO2基固体电解质电性能的几种方法，并对其今后的研究提出了自己的看法。     

可逆固体氧化物电池氢电极的制备及性能

通过调整相转化–流延过程中石墨浆料和氧化镍–氧化钇稳定氧化锆浆料的位置,获得单层直孔和双层直孔/海绵状孔两种结构氢电极,并结合浸渍涂敷、丝网印刷、高温烧结等技术制成氢电极支撑固体氧化物电池。当氢电极和氧电极分别暴露于67%CO_2–33%CO (体积分数)和空气时,700℃、开路条件下2种电池的电极极化电阻分别为1.03 (单层)和1.60?·cm~2(双层);且前者的电解性能和输出性能均优于后者,这可能的原因是单层结构氢电极优异的气体渗透性能有利于CO_2–CO混合气在电极内的传输,有效地降低了电池的气体传输电阻。     

可逆固体氧化物电池氢电极的制备及性能EI北大核心CSCD

通过调整相转化-流延过程中石墨浆料和氧化镍-氧化钇稳定氧化锆浆料的位置,获得单层直孔和双层直孔/海绵状孔两种结构氢电极,并结合浸渍涂敷、丝网印刷、高温烧结等技术制成氢电极支撑固体氧化物电池。当氢电极和氧电极分别暴露于67%CO2-33%CO (体积分数)和空气时,700℃、开路条件下2种电池的电极极化电阻分别为1.03 (单层)和1.60Ω·cm^2(双层);且前者的电解性能和输出性能均优于后者,这可能的原因是单层结构氢电极优异的气体渗透性能有利于CO2-CO混合气在电极内的传输,有效地降低了电池的气体传输电阻。     

锂/亚硫酰氯电池高温贮存性能

锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池作为一种高比能电池,目前已经在国民经济特别是国防领域中得到了广泛应用。由于金属锂非常活泼,这种电池在高温下储存时,电池容量会发生不同程度的衰减,而且储存时间不同,电池容量衰减的程度也不一样。通过高温加速贮存实验,考察了不同储存温度和不同储存时间对锂/亚硫酰氯电池放电性能的影响。实验结果表明,标称容量为2 800 mAh的电池在60 ℃下分别储存7和35 d后,0.01C放电时的放电容量分别为2 151 mAh和1 744 mAh;40 ℃和60 ℃下储存21 d后,0.01C放电时的放电容量分别为2 294 mAh和1 974 mAh。储存温度越高,储存时间越长,电池放出的容量越少,放电电压平台也越低,放电后电池的阻抗也变得越大。此外,锂/亚硫酰氯电池在高温下储存一段时间后,开路电压也会升高。     

中低温固体氧化物燃料电池中双钙钛矿型电极材料的应用

中低温固体氧化物燃料电池作为一种新型的能源转换装置,在绿色能源中得到了广泛的应用,通过对中低温固体氧化物燃烧电池的工作原理以及具体优势进行分析,探究了中低温固体氧化物燃烧电池中双钙钛矿型电极材料的具体类型,并指出了中低温固体氧化物燃烧电池的应用条件。     

铜锡合金的电动势热力学研究

在温度７００℃，组成０≤Ｘｓｎ≤０．２８的范围内，对固体Ｃｕ—Ｓｎ合金的α、β相的电池电动势测量研究表明，在固态高温相区，采用一固体电解质构成电池后，通过电动势测量，来获取热力学函数仍是一可靠方法。从锡活度的测定，体系的相对偏摩尔过剩自由能被确定。体系同理想混合行为的偏差可归结为在本质上是合金组份之间的互相作用，主要表现为在合金组成时的变形贡献和电子相互作用两个方面。     

稀薄燃料气氛下中空全对称双阴极SOFC的电化学特性EI北大核心CSCD

制作了LSCF/GDC/8YSZ/NiO-8YSZ/NiO-3YSZ/NiO-8YSZ/8YSZ/GDC/LSCF中空全对称双阴极阳极支撑平板式固体氧化物燃料电池（SOFC）,研究了其在稀薄燃料气氛下的电化学特性。结果表明：该结构电池在稀薄燃料气氛下稳定循环放电11次后依然保持稳定,在纯N2气氛下电池的最大输出功率密度可达8.79 mW/cm^2。该结构电池中Ni与NiO所形成的氧化还原不仅对电池性能无影响,并且还能够作为储能媒介,为后续发展以电池阳极金属作为储能介质的高温固态电池提供了可能。     

中科院宁波材料所在直接电解海水制氢研究方面取得进展

正随着间歇性可再生能源发电量的不断增长,未来高效、清洁和稳定的电网需要可靠的储能技术对不稳定的可再生电网进行调节。电解水制氢可为能源系统的清洁和可持续发展提供一种很好的选择,基于海水的电解技术也能避免占用稀缺的淡水资源。中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所氢能实验室(筹)燃料电池技术团队基于前期开发多年的扁管型固体氧化物燃料电池,创新性地尝试了在高温下进行海水电解制氢的研究。     

稀薄燃料气氛下中空全对称双阴极SOFC的电化学特性

制作了LSCF/GDC/8YSZ/NiO-8YSZ/NiO-3YSZ/NiO-8YSZ/8YSZ/GDC/LSCF中空全对称双阴极阳极支撑平板式固体氧化物燃料电池(SOFC),研究了其在稀薄燃料气氛下的电化学特性。结果表明:该结构电池在稀薄燃料气氛下稳定循环放电11次后依然保持稳定,在纯N_2气氛下电池的最大输出功率密度可达8.79 mW/cm~2。该结构电池中Ni与NiO所形成的氧化还原不仅对电池性能无影响,并且还能够作为储能媒介,为后续发展以电池阳极金属作为储能介质的高温固态电池提供了可能。