正文內容

燃料電池材料研究進展-資料下載頁

2026-05-02 10:55本頁面

　　

【正文】在該體系中，一方面由于變價陽離子或摻入的部分異價離子的存在使這類材料成為氧離子導體，另一方面，由于不同過渡金屬離子價態(tài)的變化顯示出電子導電性，使這類材料成為離子一電子混合導體。 La1xSrxCo1yFeyO3 系陰極材料 La1xSrxCo1yFeyO3在 800?C時其電子電導率可達到102 ? 103Scm1，氧離子電導率達到 101Scm1水平，比同一溫度下 YSZ的氧離子電導率高出近一個數量級。此外這類材料催化活性普遍較高， LSCF的電催化活性明顯優(yōu)于 LSM，即使在中低溫時也能滿足要求，因而可以進一步降低 SOFC的使用溫度。同時具有較好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。 4. 連接材料連接材料用于各單體電池的陽極和陰極的直接串聯，因此經常處在高溫下，并暴露于氧化、還原氣氛中。對連接材料的要求是：應在化學上穩(wěn)定，能耐氧化和還原，而且電子導電性大，沒有離子導電性 (因為一旦出現離子導電性，就會產生反電動勢 )。目前研究了一些氧化物材料，只有幾種材料基本能滿足要求。如 Sr， Ni摻雜的 LaCrO3，用 Sr摻雜的LaMnO3，以及近期研制的以稀土穩(wěn)定的 ZrO2(HfO2)復合氧化物。到目前為止，使用最多的連接材料是摻雜的 LaCrO3。 LaCrO3是一種耐火性能很好的鈣鐵礦型氧化物，室溫下氧化物以正交晶型存在，在約 240 ? 280?C時發(fā)生由正交向菱形的晶型轉變，這種晶型一直穩(wěn)定存在于1000?C以下，進一步升高溫度，在約 1650?C時轉變成立方晶型。 LaCrO3的導電性通過在其 A位引人低價離子而得到改善，常見的摻雜劑有 Sr， Ca， Mg，且以 Sr最為常用。 Sr摻雜引起了 Cr3+向 Cr4+離子的轉變，因此增加了材料的導電性，其導電行為符合小極化子傳導機理。但摻雜的 LaCrO3在應用中也存在不足：在高的氧化活性條件下， LaCrO3的燒結性能很差，因而很難燒結成致密的結構。改善其燒結性能的措施目前主要有以下幾種：采用高反應活性的原料粉體；采用不符合化學計量關系的材料，如 Cr位不足；引人雜質離子增加空穴濃度。要實現固體氧化物燃料電池 (尤其是中、低溫 SOFC)的產業(yè)化，還得從以下幾個方面深人開展工作： (1)研究質子傳導的機理并開發(fā)在中，低溫下具有足夠電導率的質子導體及質子 ?離子混合導體電解質； (2)開發(fā)中、低溫條件下有一定活性，同時與電解質在性能上相匹配的電極材料； (3)如何降低陰極的極化電阻，弄清鈣鉆礦結構氧化物 LSCF的混合導電機理； (4)改善電極的顯微結構。 5. SOFC展望固體氧化物燃料電池的研究和組裝離不開陶瓷材料及陶瓷處理工藝，正是由于材料科學的迅速發(fā)展，固體氧化物燃料電池的開發(fā)研究工作才取得了目前的水平。因此，新型陶瓷材料的開發(fā)仍將是固體氧化物燃料電池在今后一段時間內研究的主要課題。四、其他類型燃料電池堿性燃料電池 (AFC) AFC 技術是第一代燃料電池技術，已經在 20 世紀 60 年代就成功地應用于航天飛行領域，是最早開發(fā)的燃料電池技術。目前德國一家公司開發(fā)的 AFC 在潛艇動力實驗上獲得了成功。國內對 AFC 的研究始于 20 世紀 60 年代開始， 70 年代由于航天工業(yè)的需求，天津電源研究所研制出 1kW AFC 系統(tǒng)。與此同時， A 型號 (即以純氫、純氧為燃料和氧化劑 ) 、 B 型號 (即以 N2H4 分解氣、空氣氧為燃料和氧化劑 )燃料電池系統(tǒng)也在中科院大連化物所研制成功。此外，其它的研究機構也都展開了對 AFC 的研究。磷酸型燃料電池 (PAFC) PAFC 也是第一代燃料電池技術，已經進入了商業(yè)化應用和批量生產。目前美國、日本、歐洲各國已有 100 多臺 200kW 發(fā)電機組投入使用或在安裝中，最長的已經運行了 37000小時。因此已經證實了 PAFC 是高度可靠的電源。只是由于其成本太高，目前只能作為區(qū)域性電站來現場供電、供熱。熔融碳酸型燃料電池 (MCFC) MCFC 是屬于第二代燃料電池技術。目前對 MCFC 的研究國家有美國、日本和西歐，主要是應用于設備發(fā)電，目前還處于試驗階段。國內對 MCFC 的研究是中科院大連化物所從 1993 年開始的，現在正處于組合電池的研究階段。而經過多年的艱苦努力與創(chuàng)新突破，上海交通大學率先在國內成功進行了 1～ 115kW 的 MCFC 發(fā)電實驗。直接醇類燃料電池技術 (DMFC) 由于 20 世紀末氫源問題成了發(fā)展 PEMFC 商業(yè)化的主要障礙，因此以醇類直接為燃料的研究成了研究和開發(fā)的熱點，為此形成了對直接甲醇類燃料電池的開發(fā)熱潮。由于以甲醇為主要燃料，在反應過程中生成了 CO 等許多穩(wěn)定和不穩(wěn)定的中間產物，因而會降低電催化劑的活性，產生催化劑中毒問題，解決這一問題成為發(fā)展DMFC 的一項關鍵技術。對直接醇類燃料電池的研究工作目前仍處于探索階段。美國能源部、通用汽車公司、 BPS 公司、洛斯阿拉斯加國立研究所正在聯合研制采用 DMFC 的電汽車，SMART 燃料電池公司開發(fā)出一種 DMFC 移動電源，可提供筆記本電腦使用 1 罐 / 天的效能。五、燃料電池發(fā)展中出現的新設計思想在燃料電池的發(fā)展過程中，出現了一些新的設計思想：一種是血紅蛋白型燃料電池，即氧是從海水中提取，并利用一種經過遺傳工程處理的 “ 血紅蛋白 ” 載體分子組成的亞鐵基液體，以血紅蛋白從海水中提取 “ 游離氧 ” 構成燃料電池的發(fā)電系統(tǒng)。它目前還只是一種模型，將來可能成為海上船舶和水下潛艇等理想的動力和電源。另一種是細菌型燃料電池，即以糖類為主要介質，用一種特殊細菌將糖分子分解并使其具有電能量。即利用電子在分子間的傳遞，使得電子在細菌和陰極間流動，形成電流。這種電池將來可能應用于農牧漁業(yè)用電及動力裝置中。

點擊復制文檔內容

試題試卷相關推薦

鄂ICP備17016276號-1

<p id="n13g3"><nav id="n13g3"></nav></p>

<wbr id="n13g3"><menu id="n13g3"></menu></wbr>

燃料電池材料研究進展-資料下載頁

質子交換膜燃料電池-資料下載頁

磷酸型燃料電池ppt課件-資料下載頁

燃料電池混合動力應用-資料下載頁

燃料電池冷啟動ppt課件-資料下載頁

燃料電池發(fā)展歷程及研究現狀-資料下載頁

試論鋰離子電池材料研究進展-資料下載頁

鋰離子二次電池正極材料研究進展-資料下載頁

燃料電池及其前景-資料下載頁

直接甲醇燃料電池-資料下載頁

淺析太陽電池材料研究進展-資料下載頁

鋰離子電池正極材料研究進展-資料下載頁

能源材料固體氧化物燃料電池(sofc)-資料下載頁

太陽能電池研究進展-資料下載頁

太陽能電池研究進展-資料下載頁

氫燃料電池原理-資料下載頁

燃料電池材料研究進展(更新版)

燃料電池材料研究進展(專業(yè)版)

燃料電池材料研究進展(留存版)

燃料電池材料研究進展-文庫吧