新型固体燃料电池

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1、新型固体燃料电池香山科学会议第97次学术讨论会于1998年6月14日一17日在北京香山举行。会议主题为“新型固体燃料电池”。王佛松院士、W．Weppner(德国，基尔大学)教授、陈立泉研究员、孟广耀教授担任本次会议的执行主席。来自美国、日本、欧洲的8名专家学者和30余名中国专家学者参加了本次会议。    这次会议是在总结介绍国内外先进燃料电池领域的现况、存在问题和发展前景的基础上，从社会可持续发展对绿色能源的迫切要求出发，侧重于对新型固体燃料电池研究开发中的新进展、新概念、新见解的交流和讨论。    一、2l世纪的绿色能

2、源和最佳发电系统        中国科技大学孟广耀教授作了题为“新型固体燃料电池—21世纪的绿色能源”的综述报告。他认为，一个适于所有化石燃料和其它生物质或可持续能源的绿色能源路线，是集汽化联合循环、无机膜反应器和陶瓷膜过滤器以及燃料电池为一体，发展新型固体氧化物燃料电池。这种新型燃料电池是采用新型固体电解质，通过新颖的软化学制造路线实现薄膜化和整个结构优化的，可以在中、高温中操作，通过全面深入的基础研究可达到高效率、低成本，从而实现人类绿色能源的理想。    孟广耀指出，燃料电池是一类高能量转换效率的洁净、安全和方便的

3、能源系统，实际上也是一类包括燃料重整和转换以及电化学反应过程等在内的无机膜反应器。孟广耀综合分析了国际上固体燃料的研究现状和发展思路，认为SOFC是采用离子导体陶瓷为电解质的高温燃料电池。与传统的燃煤燃气发电技术和其它燃料电池比较，SOFC有许多优点，SOFC被认为是最适合应用于电站系统的先进燃料电池技术。他还归纳了SOFC目前所遇到的主要困难，并特别强调了制作中的软化学路线问题。    中国科学院上海硅酸盐所严东生院士和温廷琏研究员分别作了题为“燃料电池特别是固体燃料电池的回顾和展望”、“中国燃料电池的研究与开发”的评

4、述报告。严东生概要地介绍了碳酸盐燃料电池及以固体氧化物燃料电池和聚合物电解质燃料电池为代表的新型固体燃料电池，分析了它们的发展现状、各自具有的优点及存在的不足之处，以及今后的发展趋势。温廷琏专门介绍了碱金属燃料电池(AFC)、高聚物电解质膜燃料电池(PEMFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)等四种电池在中国有关机构和工业界的研究与开发情况，同时指出，与美国、日本、欧洲等尚有很大距离，但发展燃料电池已成为国家政策，预期可有长足进步。    来自美国A11iedSingnal公司的国际著名燃

5、料电池专家N．Q．Minh博士在对PEMFC和SOFC这两类电池的关键特性、关键技术以及它们的发展趋势进行讨论之后认为，PEMFC和SOFC是目前发展中的两类主要的固体燃料电池技术，在发电应用(电站系统)方面具有广泛的适用性。瑞士联邦能源办公室燃料电池项目负责人LeoDubal博士作了“瑞士研究开发固体燃料电池l0年之经验教训”的报告。他从项目管理的角度展示了技术成就，概述了所获得的最重要的经验教训。瑞典皇家工学院朱斌研究员在对比分析传统高温SOFC与中温SSFC(SOFC或质子导体的SSFC)的各自优势后提出，投资小、

6、周期短、见效快是基于现有各系统发展出的中温SSFC的基本特点。他对发展中温SOFC和相关系统的技术路线，以及如质子传导SSFC的材料、装置和技术等问题进行了可行性分析，展望了可能的发展前景。    日本大井大学(OitaUniversity)石原博士介绍了“以双掺杂钙钛矿型(LaGaO3)优异氧离子导体作为固体电解质的中温固体氧化物燃料电池”，指出Sr和Mg掺杂的LaGaO3基钙钛矿型氧化物在很宽的氧分压范围内呈现高离子导电性。研究结果显示以LaCoO3基氧化物为电解质和以SmCo02基氧化物为阴极对于发展中温固体燃料电

7、池是极有前途的。    日本三重大学山本治教授着重介绍了“用于固体氧化物燃料电池的ZrO2基氧离子导体”的研究工作。认为10一12％Sc203稳定的Zr02体系的电导率高且稳定性好，作为中温固体氧化物燃料电池的电解质是具有吸引力的。    德国基尔大学W．Weppner教授是国际固态离子学会主席，在会上就“Zr02基电解质的预处理对电极动力学与氧离子交换速度变化的影响”进行了交流。日本名古屋大学岩原弘育教授介绍了其所在实验室研究的一种在CH4和空气混合气流中工作的单室固体氧化物燃料电池，描述了这种单室固体燃料电池的结构特

8、点，实验室研究组所做出的实验结果显示了该燃料电池及其部件材料的性能。    中国科学院大连化物所江义研究员探讨了在降低操作温度下可能使用的电极材料。他提出可采用LSM十YSZ复合电极和掺杂锶的钴系、铁系复合氧化物离子一电子混合导体分别作为降低温度下使用的SOFC阴极和阳极材料。        华中理工大学姚凯伦教授就