固体氧化物燃料电池复合掺杂材料研究进展.pdf

文章编号：lOol一973l【200l】05一0449—04 固体氧化物燃料电池复合掺杂材料研究进展’ 马文会，谢刚，陈秀华 (昆明理工大学材料与冶金工程学院．云南昆明650031) 摘要：概迷了中温田体氧化物燃料电地构件使用的新型复 发新型构件材料和徽结构至关重要．本文结合作者现在开展的 合掺杂材料研究及制备进展．采用差示扫描量热法(Dsc)、热重博士学位论文“固体氧化物燃料电池复合掺杂阴极材料的研究” 法(TG)与变温度x射线衍射对Lal一，Sr，Mn卜，c。，(X、La～一，前期词研情况和部分实验工作概述固体氯化物燃料电池复合掺 SLC钆Mn卜，co，q复合掺杂钙杖矿姑构氧化轴的固相烧结合杂材料研究进展． 成过程进行了研究，提出了一些将来应重点研究的问题。 关键诃：中澧固体氧化物燃料电池；复合掺杂材料；阴极；电解 臣 汹}{ 质；互连接 瘁审l固 l叼昏 中图分类号：TM9儿 文献标识码：A 孵| |i昏 1引言 网l嘲 !l卧 固体氧化物燃料电池(S()F℃)是一种将燃料与氧化剂气体 圈。8口喘盘。黯咒蕊。 通过一种离子导电氧化物形成的电化学反应而直接产生电能的 一种全固态能量转换装置，其叠堆的主要组成部分包括固体电 2 FigPos3．blemarketofSOFCandotherFCtypes 解质(soIidelectrolyte)、阳极(anode)、阴极(cathode)和互连接 2固体电解质 (interconnector)…．SOFC是继磷酸燃料电池(PAFc)、熔融碳 酸盐燃料电池(McF℃)之后的第三代燃料电池系统，在1273K 标准运行温度下．电池在阳极便可直接完成天然气和其它含碳 internal 一氢气体直接内部重整(direct reforming，DIR)，同时 温氧离子导电性能后．在国际上引起了轰动，为中温soFc新型 与其它类型的低温燃料电池相比不会产生燃料气体co的电催 电解质的开发和研究提供了一个新的思路和途径． 化中毒，其工作原理如图l所示o]． FL— IcH‘．心，∞l 电性能，得出在相同条件下h卜，shGa卜，M岛Oa氧化物的导 电性能最好．在此基础上对氧化物La-一：SbGat一，Mg，n中掺 杂元素的古量及其性能进行了系统地研究，发现lm。Sb．Ga0a M勘：0。具有较优的结构和性能．如在氧化、还原气氛下(氧分 图l S()FC工作原理示意圈 所具有的导电率．并且该材料从室温到1573K其热膨胀性能 SchematicofaS()FC F谊l diagram 与温度问呈现线性关系，热膨胀系数为10．99×10叫K～．与现 从效率角度而言，工艺态的SOFC系统通常在1123～ 1273K温度下运行，如果将运行温度降低到1123K以下而不失 很接近．美国的Keqin 去其直接内部重整特性不仅可以实现同时兼顾电池性能与叠堆 使用寿命的最优方案。大大地降低整个系统的成本，而且其可能 M出(b氧化物的溶胶一凝胶法合成