固体氧化物电解燃料电池的研究进展.pdf

维普资讯 · 28 · 材料 导板 固体氧化物电解质燃料电池的材料研究进展 RecentAdvancem entofM aterialsUsinginSOFC _— __— 一 —————-一 。， 』／f I ， (武汉大学物理系) (华中理工大学材料系) ‘ ‘ 学 和 摘要 综述 了固体氧化物 电解质燃料 电池 (SOFC)的发展及现状 ．重点从其各 部分构成材料 的选择及使用性能作 了一定程度上 的评估和 阐述 ，并提 出j以后将要 重 点研究的几个 问题 。 、 关键词 固体电解愿瞬斟电池 阳极 阴饭 稀土元素 AbStract— — ma|nlvdeaiswiththed elopments。fm te由Is using insolidoxidefueIcel1．especiallycentresonthechoicesandpropertiesotsolid ele6trolyte a‘node。cathodeandinLerconnecting materials．Intheend，severaIprob— lem SneededtObesolvedin the[uturearealsopresented． ． Key words solidoxiderueIcell，anode．cathode．rareearthelement 其投入实用．如 日本 的石J1l岛磨公司研制成 1 前言 功 了以燃料 电池作动力源 的推进船 ，加拿大 燃料 电池是一种使用气体燃料并把燃料 的巴拉德电力 系统生产出世界上第一辆使用 的化学能直接而有效地转换成低 电压的直流 燃科 电池技术的公用汽车等 。相 比之下。我国 电能的电化学发 电装置 。固体 电解质燃料 电 的sOFC发展较为缓慢。华中理工大学氧传 池则是继磷酸盐燃料 电池 、馆融态碳酸盐 电 感器研 究室在长期研究 ZrO：陶瓷传感器 的 池之后的第三代燃料 电池 。它至少有两个明 基础上 ，开展 了SOFC 的研究工作 ，目前 固 显的优点 ①通常使用的是热力学和化学稳 体 电解质 、电投材料的研制工作 已完成 ，连接 定的固体 电解质 。高的操作温度不但使得有 材料的研究正在进行中．最终的旨标是制造 可能直接利用矿物燃料高效率发电．而且可 出实用的固体电解质氧化物燃料 电池。 以不用贵金属作催化剂 。②通过供给 电能和 2 SOFC的材料研究 热量能够进行相反的反应 ．所要求的电压 以 及作为结果的电能消耗远低于传统的 电解 。 SOFC能否真正地投入实际使用取决于 美国Westinghouse电气公司于 6o年代 在高温条件下应用时所引起的材料问题能否 制造 了 IOOW 燃料 电池。Isenberg将 ECVD 解决。SOFC的材料包括固体 电解质材料，阴 技术用于 s0FC的薄膜加工，从而大大改善 饭 阳极以及连接材料 。它们中间任一部分都 了加工手段。1986年．Westinghouse电气公 直接影响到 sOFC的最终 电性能 。 司的 400W 管式 sOFC电池组运 斤，成功 。稍 2．． 固体电解质材料 后．3kw 25kw 列管式 SOFC在 日本投入使 sOFC研究工作中常用的固体 电解质现 用 据称 ．1993年 Westing