固体氧化物燃料电池金属连接体材料术-华东师范大学学报(自然科学版).PDF

维普资讯 第29卷 第 1期 世界科技研究与发展 V01．29 NO．1 2007年2月 3O一37页 WORLD SCI-TECH RD Feb．2Oo7 pp．3O一37 固体氧化物燃料电池金属连接体材料术 王忠利 韩敏芳一 陈 鑫 (中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院燃料电池联合研究中心，北京 100083) 摘 要：本文简述了固体氧化物燃料电池(SOFC)连接体材料的发展过程，重点介绍了金属连接体材料 的研发现 状。目前研究和使用的舍金有三种：cr基合金、Nj基舍金和铁素体不锈钢。Cr基舍金的耐热温度能达到 SOFC的 要求，并且其表面氧化后生成的Cr20 有很高的电导率，但是cr元素的挥发很容易引起阴极中毒而降低 电池性能； Nj基舍金有很高的抗氧化性，但其热膨胀系数(TEC)比电解质(如YSZ)大很多，热膨胀系数的不匹配很容易造成 电池破裂；铁素体不锈钢能满足 SOFC所要求的强度，并且有合适的热膨胀系数，但是也需要在其表面制备保护层 来降低氧化速率和cr挥发。本文以有代表性的合金作为例子对三种合金的性质作了总结，并给出了本实验室所 开发 几种 Fe．Cr高温合金 (铁素体不锈钢)的性能。最后总结了合金连接体的发展方向。 关键词 ：固体氧化物燃料电池 Cr基合金 基合金 铁素体不锈钢 抗氧化性 电导率 M etallicInterconnectMaterialsUsed inSolidOxideFuelCell’ WANG Zhongli HAN M infang’’ CHEN Xin (UnionResearchCenterofFuelCell，SchoolofChemicalandEnvironmentEngineering， ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083) Abstract：Thedevelopmentofinterconncetmateri-IsusedinSOFChadbeensimplyreviewed，andthemetallicinterconncet materialswasintroducedindetailinthispaper．Now，threekindsofalloyswerestudiedand印pued：Cr—formeralloy，Nj — basedalloynadtlleferritiestee1．Thehi异l1estapp~edtemperatureofCr—formeralloyiSpossibleforSOFCs，andtlleox． ideCr203ofrmedonthealloyhasa．nacceptedelectricalconductivity，hutthecathodecouldbeeasilypoisonedbyCrvolatil— izingfromhtealloysubstrate．Ni—basdealloyhasagoodoxideresistnace，butitshtemralexpansioncoefficient(-IEC)is muchlm,~rthna theelectrolyte(e．g．，YSZ)，whichwouldeasilyinducehtefractureofthecellitself．．I1lestrengthcharac— ternadhteTECofhteferriticsteelfithterequirementofSOFCs，whileaprotectingcoatingmustbe madetodecreasehte rateofoxidationnadCrvolatilization．Inth／spaper，thecharactersofhtehtreekindsal