稀土在燃料电池中的应用.ppt

稀土 在燃料電池 中的應用 能源枯竭，我們該何去何從？ 吃飯沒法吃？ 工作沒法干？ 等死？？ 不行就換個新的唄！但換個什麽捏？聽說~燃料電池不錯哦~ 能源多的是~ 　燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化 学能通过电极反应直接转化为电能的装置, 它不经 过热机过程, 因而不受卡诺循环限制, 被公认为21 世纪首选的清洁高效发电技术 稀土元素因其特殊的物质结构而具有优异的物理、化学、磁、光和电学性能, 有着极为广泛的用途, 被称为21 世纪的战略元素。目前, 国内外许多研究者利用稀土独特的性能,对燃料电池电解质、电极和催化剂进行改性研究, 取得了可喜的成果 1 　稀土在固体氧化物燃料电池( SOFC) 中的应用研究 铁素体不锈钢SU S430 ( 含16%～17%Cr, 质 量分数) 适用于低温( 800℃) 操作下固体氧化物燃 料电池( SOFCs) 的连接材料。但是在超过此温度时, 不锈钢很容易氧化, 生成Cr 2O3和Fe3O4 ( 尖晶石) , 大大降低了电池的性能 Riza F采用等离子喷涂技术( APS ) , 在钢表面喷涂La0. 8 Sr0.2MnO3- ?? ( LSM20) 涂层La0. 8 Sr0. 2 FeO3- ?? 涂层(LSF20) , 可减慢氧化物的生长, 特别是Cr2O3相。涂层后的样品在大气压和800℃下, 经过50 次循环( 每次20h) 反复氧化, 表现非常稳定。然而, 未经喷涂的不锈钢则会发生严重的蜕变和失重。LSF20 在减少表面氧化、界面阻力和防止铬的扩散等方面具有明显的优势。将喷有涂层LSF20 的合金在大气中800℃下放置1000h 后, 其界面阻力比喷有涂层LSM20 的合金降低23 倍。 St′ephane Celerier采用无定形柠檬酸合成法制备了Ln0. 8Sr 0. 2Fe0. 8Co0. 2 O3- x ( Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu,Gd) 氧化物, 并进行了表征。经X 射线粉末衍射测定, 所有氧化物都呈单相形式。但是, 在电子显微镜下, 发现在大部分组成中均发现有第二相( 氧化钴)存在。热膨胀测定的无规律性说明在加热过程中, 氧化物可能发生了某些结构上的变化。研究了轻稀土阳离子对该氧化物在具有高离子传导率、低线性热膨胀系数和与电解质有好的匹配性的中温固体氧化物燃料电池中的性质的影响及其潜在的应用。 稀土在质子交换膜燃料电池( PEM FC) 中的应用研究 杨书廷采用超声共沉淀法制备了多孔状稀土合金氧化物前驱体, 将其与CaH2 / H2进行低温还原扩散反应得到合金粉样品, 粒径分布均匀, 颗粒大小约20nm。在此合金粉上用化学法修饰上Pt 后用作质子交换膜燃料电池的阳极催化剂, 组装成电池进行电催化性能测试, 结果表明具有良好的氢质子传质动力, 可以提高PEMFC 在室温下操作时的功率输出 张伟選擇Ce( SO4) 2·4H2O 与H2 NCSNH为引发体系, 控制反应温度为40℃, 反应时间为6h等工艺条件, 成功合成了一种新的质子交换膜燃料电池电极添加剂—阳离子聚电解质P( AM- DMDAAC), 当单体浓度大于8%时, 可以控制阳离子聚电解质P ( AM- DMDAAC ) 分子量在0. 8×104～1. 3×104范围内, 阳离子聚电解质P( AM- DMDAAC) 具有良好的导电性能和电化学稳定性, 取代价格昂贵的Naf io n 乳液, 作为离子交换膜燃料电池电极添加剂, 电极性能良好。制备的小分子量阳离子聚电解质有良好的热稳定性, 可以满足作为电极添加剂在热压过程中不发生氧化或分解的要求。 3 　稀土在熔融碳酸盐燃料电池( MCFC) 中的应用研究 　Jung - Ho Wee 在熔融碳酸盐燃料电池 ( MCFC) 的阳极电极Ni- Cr 中添加少量的铈后, 在500℃～600℃时, 其抗烧结性能优于未加铈的电 极, 但在高于600℃时, 微弱于未添加铬的阳极电 极。通过蠕变试验, 观察了Ni- Cr 电极中添加铈后 对其蠕变应力和孔隙率变化的影响。结果表明, Ni - Cr 电极中添加铈后, 其抗蠕变性能优于未添加铈 的电极, 且正比于铈的添加量。添加铈改善了电极的 延展性或柔软性, 因而提高了电极在高压高温下操 作时的抗蠕变能力。 程谟杰用半导体掺杂法将LiCoO2阴极掺杂Mg , 又重掺杂La 和Ce 等稀土元素。该阴极具有粗细双孔层结构, 分别适应液相和气相的传质。又用单电池评价阴极( 电化学) 性能, 并与NiO 阴极性能进行比较。反应气压为0. 9 MPa, 气体利用