固体氧化物燃料电池阳极材料

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划固体氧化物燃料电池阳极材料　　固体氧化物燃料电池阳极材料的研究进展　　王刚　　摘要:固体氧化物燃料电池(SOFC)因具有能量转换率高,燃料适应性强,环境友好和操作方便等优点,受到了人们的普遍关注,但是SOFC的广泛应用还有待于其关键材料的进一步发展。介绍了SOFC对阳极材料的基本要求,对阳极材料研究进展进行评述,重点对各种阳极材料(金属、YSZ金属陶瓷、Cu基金属陶瓷、Ce基氧化物以及钙钛矿氧化物等)性能方面的优缺点进行比较,并着重介绍了钙钛矿阳极材料

2、(铬酸镧基氧化物)的进展情况,对改进阳极材料性能的各种措施进行了归纳和总结。　　关键词:固体氧化物燃料电池;阳极材料;金属陶瓷;钙钛矿;混合导体　　固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将化学能直接转化为电能的电化学装置,它由于具有能量转换率高、燃料可选范围广、不需要贵金属催化以及全固态结构带来的操作方便等优点而被认为是一种很有发展前途的燃料电池[1]。它还可以与燃气轮机等构成联合发电,使发电效率达到70%左右。单一的SOFC不可缺少的组成部分是两个多孔的电极和两电极之间致密的氧离子导电电解质层。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的

3、巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　其运行方式如图1所示。在阴极(空气极)方面,氧分子得到电子被还原成氧离子,氧离子在电极两侧氧浓度差驱动力的作用下,通过电解质中的氧空位定向跃迁,迁移到阳极(燃料电极)上与燃料气体进行氧化反应,电子传到外回路,形成电流,带动负载工作[2]。传统的SOFC必须在800℃以上的温度下进行操作才能得到较高的功率输出,但高的操作温度不仅对电池的连接密封材料的选择提出了苛刻的要求,而且加剧了电池组件间副

4、反应的发生,使电池的成本居高不下,从而限制了其市场的发展,所以降低SOFC的操作温度成为当前SOFC的研究热点之一。　　阳极除了在薄膜化的SOFC中起到支撑体的作用,还作为燃料发生电化学反应的催化剂,并提供反应界面。同时,　　它是燃料电池电路系统中不可缺少的重要组成部分。阳极材料　　的选择(转载于:写论文网:固体氧化物燃料电池阳极材料)、微观结构的设计直接影响SOFC的工作特性,而阳极的性能除与其组成有关外,还受其微观结构、温度、制造工艺及电池结构等的强烈影响[3]。国内外对SOFC阳极材料已展开许多研究工作,并取得丰富的研究成果。所以,我们对SOFC阳极材料的

5、发展历程和各种阳极材料的工作特征、优缺点进行归纳和总结。　　1SOFC对阳极材料的基本要求目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　SOFC通过阳极提供燃料气体,阳极又称为燃料极。从阳极的功能和结构考虑,必须满足一系列要求[4]:(1)好的化学稳定性和性能稳定性;(2)有足够的电子电导率,减小欧姆极化,能把产生的电子及时传导到连接板,同时具有一定的离子电导率,以实现

6、电极的立体化;(3)与其相接触的材料的化学兼容性和热膨胀匹配性;(4)适当的气孔率,使燃料气体能够渗透到电极———电解质界面处参与反应,并将产生的水蒸气和其他的副产物带走,同时又不严重影响阳极的结构强度;(5)良好的催化活性和足够的表面积,以促进燃料电化学反应的进行;(6)有良好的催化性能;(7)较高的强度和韧性,易加工性和低成本。2阳极材料的发展　　金属目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的

7、业务技能及个人素质的培训计划　　阳极曾用过具有电子导电性的材料,如Pt,Ag等贵金属,石墨,过渡金属铁、钴、镍等都曾作为阳极加以研究。贵金属不仅成本太高,而且在较高的温度下还存在Ag的挥发问题,Pt电极在SOFC运行中,反应产生的水蒸气会使阳极和电解质发生分离;过渡金属也有一定的局限性。如铁也可以作为阳极材料,但是铁在高温下容易被氧化而失去活性。后来人们用廉价的Ni代替了Pt、Ag等贵金属。但Ni颗粒的表面活性高,容易烧结团聚,不仅会降低阳极的催化活性,而且由于电极烧结、孔隙率降低,会影响燃料气体向三相界面扩散,增加电池的阻抗。Co也是一种很好的阳极材料,其电催

8、化性能比Ni好,但是Co