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.     

Bi2O3基固体电解质材料研究进展

从Bi2O2的结构和Bi2O3的掺杂研究两方面综述了Bi2O3基固体电解质材料的研究进展.有关研究表明:高电导率所对应的相是δ相,这是由其独特的结构特征所决定的;掺杂离子半径的大小、组成和掺杂量皆对Bi2O3基固体电解质的电导率和稳定性有着很重要的影响.尽管目前Bi2O3基固体电解质的氧离子导电性是所有正在开发的固体电解质中最高的,但是其热稳定性以及离子导电性都还有待于进一步改进.     

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、环境友好和燃料灵活的全固态发电设备,为能源资源的可持续发展提供选择.氧离子在固体电解质中是通过氧空位传导的,即增大氧空位浓度是提高离子电导率的关键,而高离子电导率的电解质材料促进了SOFC发展.综述了固体电解质的离子传输机制和ZrO2基电解质、CeO2基电解质、Bi2...     

CeO2基复合氧化物催化剂的研究进展

对近年来国内外CeO_2基复合氧化物催化剂的制备方法进行了详细评述,并概述了催化剂的结构和织构特性,以及吸附性和表面酸性等性能。尤其重点介绍了CeO_2基复合氧化物在挥发性有机废物、废水处理,以及汽车尾气处理等方面的应用情况,指出了今后研究方向为复合型多功能性纳米氧化物的设计制备与形貌控制及分散性的改善,颗粒成核与生长过程控制,催化过程与机理研究,以及研究成果的规模化生产与工业化应用。     

氧化铟-稀土氧化物共掺CeO2基导电电解质材料的制备与表征

设计了以氧化铟与稀土氧化物（La2O3或Nd2O3）为共同掺杂元素的新型掺杂技术，并利用以聚乙烯醇为聚合剂的化学合成方法制备了CeO2基氧离子导电电解质材料。X射线衍射分析表明，本实验采用的湿化学合成方法容易获得具有纳米结构的高纯氟化钙型结构的CeO2基导电材料．材料导电性的交流阻抗测试分析说明，适当比例的氧化铟与稀土氧化物共掺能有效提高CeO2的导电性；其导电性比相同合成方法制备的Sm2O3掺杂CeO2的导电性更好。利用有效离子半径和相关结合焓理论分析了不同掺杂氧化物对CeO2基材料离子导电性影响。     

Li2O烧结助剂对固体氧化物燃料电池LSGM电解质烧结特性及离子电导率的影响

本工作研究了Li₂O作为烧结助剂对固体氧化物燃料电池La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ (LSGM)电解质烧结行为的影响规律, 系统表征了烧结助剂含量和烧结温度对LSGM烧结体的致密度、微观组织结构、相组成以及离子电导率的影响。研究结果表明, Li₂O烧结助剂不仅可显著降低LSGM电解质的完全致密化烧结温度, 还可以消除电解质粉体中原有的LaSrGa₃O₇杂相, 并且抑制常规烧结过程中易于产生的MgO杂相, 从而获得较高离子电导率的LSGM块体。当Li元素添加量为摩尔分数1%时, 在1400 ℃烧结4 h 获得的LSGM烧结体, 其体密度达到理论密度的99% 且为单一的钙钛矿结构。烧结体的离子电导率在800 ℃测试温度下达到最大值0.17 S/cm, 相比未添加烧结助剂的试样提升20%以上。上述结果表明, 通过添加适量的Li₂O作为烧结助剂对制备用于中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)高离子电导率的电解质具有重要意义。     

固体氧化物燃料电池阴极材料研究进展

开发性能优良的阴极材料是降低中低温(500～800℃)固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)成本的关键.回顾了IT-SOFCs阴极材料的最新研究进展.阴极材料对高电子电导率的需要,使钙钛矿结构氧化物及类钙钛矿结构氧化物在该领域的研究占据主导地位.除了电子电导率外,阴极材料的研究正在转向具有高离子电导率的组分,这种要求使具有无序自由氧离子迁移通道的双钙钛矿结构氧化物和在间隙位置可引入过量氧的K2NiF4结构及其它间隙氧化物最近受到极大的重视.     

钙钛矿结构固体电解质材料的研究进展

钙钛矿结构固体电解质材料由于其优越的导电性能而被人们发现并广泛研究.综述了SOFC中钙钛矿结构固体电解质材料的研究进展,概述了氧离子导体、质子导体、锂离子导体为代表的钙钛矿结构固体电解质的研究情况以及湿化学法制备中低温下工作的SOFC电解质材料的主要途径.     

固体氧化物燃料电池中电解质研究进展

从萤石结构型氧化物和钙钛矿结构型氧化物两个方面综述了固体氧化物燃料电池(SOFC)中电解质的研究进展.有关研究表明,掺杂剂的组成和掺杂量以及不同氧化物的结构对固体电解质的电导率和稳定性有着直接的影响.尽管目前已经进行了大量的关于固体电解质电导率促进作用机理的研究工作,但还未形成共识.同时,LaGaO3基钙钛矿型氧化物固体电解质具有广阔的应用前景.     

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.     

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密封稳定性的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFCs)的密封质量直接影响其工作性能和寿命,是实现SOFCs商业化应用必须解决的课题之一.综述了玻璃/微晶玻璃封接、压缩封接和金属气密封接在耐久性和耐循环性方面的研究现状,从气密性、热失配补偿和化学稳定性方面分析了各方法的主要问题和解决办法,并展望了中低温SOFCs密封的发展方向.     

平板式ITSOFC用Al2O3基压密封材料研究

以Al2O3和Al微粉为主要原料,采用流延成型工艺生产的Al2O3基密封材料,在模拟的平板式ITSOFC密封环境中对材料的密封性能进行测试,并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜对测试后的材料进行表征.结果表明,采用优化的流延成型工艺可以生产出柔韧性良好的Al2O3基密封材料. Al2O3基密封材料在较小的外加压力下表现出较好的密封性能. Al微粉的加入,减少了材料中的漏气通道,增加了漏气通道的弯曲程度,不仅提升了材料的密封效果,而且改善了材料的中期稳定性.采用流延成型含10wt%～20wt%Al微粉的Al2O3基密封材料以压密封方式来实现平板式ITSOFC的密封是可行的.     

基于TiO2的光阳极材料应用于光催化燃料电池的研究进展

光催化燃料电池利用太阳能在高效去除水中污染物的同时将其中的化学能转化为电能,达到回收能源的目的且不会产生二次污染.目前,光催化燃料电池在水环境处理及绿色能源开发中的应用十分广泛,但光阳极材料的选择与制备仍是制约其大规模应用的关键难题.TiO2作为目前最热门的n型半导体材料,因其光催化活性高、成本低、热稳定性好等优点受到了广泛关注.TiO2纳米管阵列、TiO2薄膜材料比表面积大,活性位点多,容易与其他单质和化合物复合,在光催化燃料电池中有广阔的应用前景.国内外学者已经研究了许多有效的策略来提高TiO2的光催化性能,如贵金属沉积、金属与非金属元素掺杂等.本文介绍了TiO2纳米管阵列、TiO2薄膜光阳极材料的制备及改性,简述了其降解污染物的效率和产电性能,总结了结构、组成等因素对光催化燃料电池性能的影响,以期为制备性能良好的光催化燃料电池提供参考.     

中低温固体氧化物燃料电池合金连接体保护涂层研究进展

Fe-Cr铁素体合金是中低温固体氧化物燃料电池理想的连接体材料,但其在高温下缺乏良好的抗氧化性能,且会引起阴极"Cr中毒"现象,影响了电池的高效安全运行,目前解决上述问题的主要方法是对合金连接体进行表面改性,在连接体表面开发导电性保护涂层。介绍了中低温固体氧化物燃料电池Fe-Cr合金连接体表面涂层材料的主要作用和具体要求,着重阐述了目前连接体涂层材料的主要类型及其研究进展,并指出了目前该领域研究中存在的问题及今后的发展方向。     

Ceramic Materials for Advanced Solid Oxide Fuel Cells

Solid oxide fuel cells are ceramic fuel cells that convert chemical into electrical energy at temperatures between 650 °C and 1000 °C. Today, this type of fuel cell is receiving ever‐increasing attention due to its principle capability to provide electricity from both fossil and renewable fuel sources. Systems are currently under development for a variety of applications, including small and large‐scale stationary combined heat and power systems, and power generation systems in the automotive area. Materials involved in advanced SOFC cells and their fabrication techniques are described in this contribution. The trends to enable lowering of the SOFC operating temperatures to around 800 °C and the resulting materials, as well as concept‐related solutions, are addressed in particular.     

超级电容器聚合物电解质研究进展

由于聚合物电解质具有较高的稳定性、较好的机械加工性能和安全性能,因而受到广泛关注.根据制备方法与物理状态分类,综述了近年来聚合物凝胶电解质、复合聚合物电解质以及浸入型聚合物电解质的研究进展,并展望了聚合物电解质的应用前景.     

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。