固体氧化物燃料电池材料

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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材料　　固体氧化物燃料电池阳极材料研究进展　　摘要：固体氧化物燃料电池(solidoxidefuelcells,SOFC)有着能量转换效率高,燃料适应性强和环境友好等优点,因此受到了人们的普遍关注,但是固体氧化物燃料电池的商业化应用还取决于其关键材料的进一步发展。本文首先介绍了SOFC对阳极材料的基本要求,SOFC阳极材料的种类，其中较为详细地介绍了传统的金属陶瓷阳极和新型的钙钛矿型阳极的研究进展情况，最后对阳极材料的未来发展方向进行了展望。　　关键词：固体氧化物燃

2、料电池；阳极材料；金属陶瓷；钙钛矿　　0引言目的-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　　固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，简称SOFC)属于第三代燃料电池，是在中高温运行条件下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效率、环境友好地转化成电能的全固态发电装置。从可持续发展角度来看，SOFC极具发展前景，被普遍认为是在未来会得到广泛应用的一种燃料电池[1]。而且它是一种全固态的燃料

3、电池,工作温度在1000℃左右,具有能量转换效率高,燃料适应性强,无腐蚀和环境友好等优点[2]。不仅如此,它还可以与燃气轮机等构成联合循环发电,使发电效率达到70%左右[3]。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

4、材料的选择、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[4]。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。　　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　　在对阳极材料进行选择时,必须同时考虑其作用功能和工作环境,这就要求作为SOFC阳极的材料一般应具有[5]:(1)好

5、的化学稳定性和热稳定性;(2)与其相接触的材料的化学兼容性,热膨胀匹配性;(3)适当的气孔率,使燃料气体能够源源不断地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它的副产物带走,同时又不严重影响阳极的结构强度;(4)良好的催化活性和足够的表面积,以促进燃料的电化学氧化反应的进行;(5)高的电子电导率,使反应产生的电子顺利传到外回路产生电流。满足以上条件的材料主要包括金属、金属陶瓷和混合导体。　　2SOFC阳极材料的种类　　2.1金属　　由于在SOFC阳极一侧不断通入燃料气体,因此阳极的氧分压很低,这使得将金属用作阳极材料成为可能。作为阳极材料的金属必须保证不仅在处于还原气氛的燃料进料口

6、保持稳定,同时在处于弱氧化气氛的产物排放口也不能被氧化。而且SOFC的操作温度很高,所以合适的金属也仅限于Ni,Fe,Co以及一些贵金属等[2]。一方面，这种材料提供了金属陶瓷复合材料在循环氧化还原环境中稳定性不足的解决方案[6]，因为它们在此过程中不必承受明显的体积膨胀和收缩。但另一方面，这种材料的不足之处，如氧化腐蚀或钢铁中Cr成分的扩散，依然需要通过进一步的研究来克服。而且为了避免空气中的钢铁腐蚀问题，电池制备过程中必须做好防护措施，这也会加大制备的难度[7]。因此，一般使用等离子喷涂法沉积电解质层　　[8,9]，或者在低氧分压气氛中进行电解质的烧结[10]。　　金属陶瓷复合材料目的-通

7、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　　目前应用最为广泛的SOFC阳极材料是将具有催化活性的金属成分分散到电解质材料基体中经烧结而形成的复合材料，简称金属陶瓷。它可以满足阳极对电导率、电催化性、化学稳定性、