固体氧化物燃料电池.ppt

固体氧化物染料电池内容简介固体氧化物燃料电池的发展加拿大的环球热电公司，美国GE等公司在开发平板型SOFC上取得进展，目前正在对千瓦级模块进行试运行。环球热电公司获得的功率密度，在700℃运行时，达到0.723W/cm2。2000年6月，完成了1135kw电池系统运行1100小时试验
日本工业技术院电子技术综合研究所在1984年进行了500w发电试验，输出最大功率为1.2kw，1992年开始，富士电机综合研究所和三洋电机共同研究，并在2000年9月11日实现了功率输出为15kw的平板式SOFC连续运行1000小时无衰减。在汽车应用领域，SOFC发展也很活跃，奔驰汽车制造公司1996年对2.2kw级模块试运行达6000小时。2001年2月16日，由BMW与DelphiAutomotiveSystemsCorporation合作近两年研制的第一辆由SOFC作为辅助电源系统的汽车在慕尼黑问世，作为第一代SOFC/APU系统，其功率为3KW，电压输出为21KV，其燃料消耗比传统汽车降低46%固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，简称SOFC)属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池(PEMFC)一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。氧离子电导燃料电池化学反应示意图和一般染料电池一样，SOFC也是把反应物的化学能直接转化为电能的电化学装置，只不过工作温度较高，一般在800—1000℃，由阳极、阴极及两级间的电解质组成。在阳极一侧持续通入燃料气，如H2，CH4、，煤气等，具有催化作用的阳极表面吸附气体例如氢，并通过阳极的多空结构扩散到阳极与电解质的界面，在阴极一侧持续通入氧气或空气，具有多孔结构的阴极表面吸附氧，由于阴极本身的催化作用，使得O2得到电子变为O2-进入起电解质作用的固体离子导体，由于浓度梯度引起扩散，最终到达固体电解质与阳极的界面，与燃料气体发生反应，失去的电子通过外电路回到阴极。
SOFC结构10金属Pb,Pt，Rh
金属陶瓷Pt-SSZ固体氧化物电解质固体氧化物燃料电池组管状结构SOFC.平板式结构SOFC电池堆.陶瓷燃料电池单片据美国物理学家组织网11月17日报道，美国哈佛大学的科学家最近报告了其在固体氧化物燃料电池（SOFCs）领域取得的两项进展：其一是电池中不再使用铂材料；其二是将电池的运行温度降低至300摄氏度到500摄氏度之间。研究人员表示，基于SOFCs在更低的操作温度、更丰富的燃料来源以及更便宜的材料方面取得的进步，SOFCs可能很快成为一项主流技术，未来将能给手提电脑或手机供电。首款大型薄膜固体氧化物燃料电池问世(1)较高的电流密度和功率密度；
(2)阳、阴极极化可忽略，彼化损失集中在电解质内阻降；
(3)可直接使用氢气、烃类(甲烷)、甲醇等作燃料，而不必使用贵金属作催化剂；
(4)避免了中、低温燃料电池的酸碱电解质或熔盐电解质的腐蚀及封接问题；
(5)能提供高质余热，实现热电联产，燃料利用率高，能量利用率高达80%左右，是一种清洁高效的能源系统；
(6)广泛采用陶瓷材料作电解质、阴极和阳极，具有全固态结构；
(7)陶瓷电解质要求中、高温运行(600～1000℃)，加快了电池的反应进行，还可以实现多种碳氢燃料气体的内部还原，简化了设备氧化物染料电池存在的问题电池堆材料
这里所说的电池堆材料是指电堆中除单电池以外的材料，主要包括连接体材料、密封材料和界面材料。
当SOFC在1000℃高温工作时，连接体材料是Sr或其他元素掺杂的LaCrO3。对于目前正致力于开发的平板式SOFC，金属材料是研究者们首先考虑的对象。连接体对金属材料的一般要求是抗氧化性、导电性、高温机械强度、热膨胀系数匹配以及与相接触材料之间的化学相容性等等。含Cr的铁素体不锈钢是最有希望的材料，然而，为了满足连接体功能的要求，其抗氧化性和氧化后的导电性还有待提高。
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