固体氧化物燃料电池连接体材料的研究与制备

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shahua001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置。它利用具有氧离子导电性的陶瓷材料作为电解质,具有能量转化效率高、环境友好、燃料适应性强、无需贵金属催化剂等优点。   由于SOFC单电池功率有限,在实际应用中需要将单电池串联或并联以组成电池堆。连接体就是将单电池连接成电池堆的关键部件:它不仅为相邻单电池的阴极和阳极提供电子通道,而且隔离相邻阴极和阳极的不同气氛。目前,SOFC商业化进展缓慢的主要原因是成本过高。由于连接体的制各成本占到SOFC成本的一半甚至更高,因此,研究和优化连接体材料的性能及其制备工艺,降低连接体成本对于SOFC商业化进展有重要意义。   目前研究和使用的连接体材料主要有高温耐热合金和LaCrO3基陶瓷材料。前者主要用于平板式SOFC电池堆,而后者主要被管式SOFC电池堆所采用。本论文的研究工作从平板式合金连接体和管式陶瓷连接体两个方面展开。   1)平板式合金连接体方面   以两种SOFC常用的Fe-Cr合金SUS430和Crofer22 APU为基体,研究了二者的高温氧化动力学,分析了二者的氧化膜成分以及初步探讨了二者氧化机理。为提高基体抗氧化性能,分别采用大气等离子喷涂法和浆料涂覆—热处理法制备了保护涂层。通过探索和优化工艺参数,在Crofer22.APU基体表面制备出较致密的Mn1.5Co1.5O4涂层。实验结果发现,有涂层的Crofer22.APU样品的抗氧化性能得到显著提高,750℃空气中氧化500h后其ASR仅为42mΩ左右,比空白样品低了近一个数量级。另外,采用了一种工艺更为简单、成本更为低廉的浆料涂覆一热处理法制备了保护涂层。通过在Mn-Co-O材料中掺杂Cu,使材料的性能得到优化。   2)管式陶瓷连接体方面   与NiO/YSZ阳极素坯共烧制备连接体方面的研究工作,目前还没有相关报道。由于传统的LaCrO3基陶瓷材料烧结活性很差,因此,首次提出了一种新型的La0.4Sr0.6TiO3/La0.8Sr0.2MnO3双层结构的连接体。研究了La0.4Sr0.6TiO3(LST)与La0.8Sr0.2MnO3(LSM)的相容性及匹配性;通过浆料涂刷法依次将LST、LSM的浆料涂刷在NiO/YSZ阳极素坯上,然后在马弗炉中共烧。通过在阳极和LST之间引入NiO/LST过渡层,有效降低了连接体与阳极之间的欧姆阻抗,在900℃时为0.12Ω cm2;经过发电试验表明,电池的输出效率随着温度升高而提高,在900℃时实现了近70%的输出效率。   此外,对管式SOFC电池堆进行了初步探索。将两根单电池进行串联发电,电池堆的开路电压达到了2.2V左右;经过优化之后,电池堆的输出效率在850℃和900℃时均超过了80%,证明了该LST/LSM双层连接体的应用可行性。
其他文献
互联网时代的卖人思维与卖货思维区别是什么?  当传统企业未遇到互联网之前,传统思维都是卖货思维,一锤子买卖,商品到消费者手中,就是交易结束。而互联网的兴起,则是彻底改变买卖关系链条,从而消费者收到货,才是体验的真正开始。这里面临老顾客沉淀、二次重复购买问题。这是卖货思维一大缺陷。  而互联网的兴起,则彻底改变买卖关系链条,新型思维是贩卖个人、或者一个品牌的独特价值,受到消费者认同、喜欢。从而消费者
素质教育与电工电子的教学融为一体,提高教与学的效率,改善教与学的效果的同时,提高学生的综合素质.
本文采用中国安徽省毛竹为研究对象,在纵向和横向两个维度上,探讨了纵向上同一棵毛竹在底部、中部和顶部的木质化程度差异,横向上同一节竹杆的竹青、竹肉和竹黄的木质化程度的差
35CrMo作为常用的低合金钢,由于其优异的强韧性配比,被广泛应用在建筑、机械等众多领域,其中一项重要的应用就是作为石油机械用钢;随着近些年国际上对低温地区石油开采的关注
A位和/或B位取代的SrTiO3材料具有良好的电导性能,氧化还原稳定性高,使用CH4等作为燃料气时不易积碳,对硫有较好的耐毒性,是一类很有前途的固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极材料
锗、镓作为稀有金属,在电子工业、半导体、红外光学器件、光导纤维、医学、冶金、能源等领域有着广泛的应用;同时,作为稀散金属,富集提取技术至关重要。到目前为止,已工业化的提取方法还有很多不足。随着经济的发展,对锗、镓的需求量会越来越大,现有的生产能力和资源远不能满足市场的需求,因此对锗、镓资源的综合回收利用已迫在眉睫。本研究制备了一种新型的单宁络合剂,通过络合吸附的方法使络合剂和稀有金属锗、镓通过络合
12月6日下午,安桥(上海)商贸有限公司在2019广州国际唱片音响展上召开“翩若行云,天作之美”新品牌联合发布会,正式宣布成为PRIMARE(翩美)品牌产品中国地区的独家总代理,负责
期刊
每一年的广州国际音响唱片展基本上重点都是在Hi-Fi音响,今年也不例外,但随着家庭影院与客厅影院的热潮,尤其是高端定制影院与激光电视成为越来越多影音爱好者、影音发烧友的
期刊
红外技术的迅速发展对全波段材料和新型光纤放大器与红外激光基质材料的需求日益迫切。硫系和硫卤玻璃具有优良的红外透过性能、极低的振动声子能量、较好的热稳定性和化学稳
本研究以速生杨木为试材,分别采用100℃饱和蒸汽及120℃、140℃过热蒸汽对其进行预处理,对汽蒸预处理时的热量传递过程进行了研究,并探讨了汽蒸预处理后木材的尺寸稳定性、横