《用于长达18000小时的电池堆中固体氧化物燃料电池的商用互连材料的降解分析》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2019-11-01
  • 尽管是一项成熟的技术,但固体氧化物燃料电池(SOFC)装置仍然受到寿命问题的限制。在SOFC电池组中,电池/互连相互作用是造成氧电极侧电压下降的主要原因。腐蚀和铬蒸发实际上可能会增加欧姆和电荷转移损失。这项研究提出了分别测试了45、2700、4800和10000小时的四个SOFC短烟囱内部降解现象的演变。还对经历了124个热循环的附加堆栈进行了分析,以评估互连/陶瓷耦合的机械可靠性。金属互连由涂有MnCo2O4多孔阻隔层的K41 / AISI441铁素体不锈钢制成。扫描电子显微镜(SEM)结合能量色散X射线光谱(EDS)表征用于检查降解过程。观察结果表明,尽管阴极材料和互连之间最初出现了严重的氧化还原相互作用,但在运行5000小时后,电接触区域中降解过程的动力学会显着降低。基于在不同互连位置的氧化皮厚度的经验模型,可估算出堆寿命期间氧化物的热增长。从机械性能的观点来看,没有观察到剥落,并且局部分层主要是由于样品制备过程。

相关报告
  • 《研究了Ag & LaCo0.6Ni0.4O3复合材料作为中间温度固体氧化物燃料电池的阴极接触材料。》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2018-04-17
    • 阴极和互连的高界面电阻是固体氧化物燃料电池性能下降的主要原因。Ag)粒子涨跌互现LaCo0.6Ni0.4O3−δ(LCN)矩阵防止银致密化,并演示了孔隙微观结构。将不同Ag含量的复合材料作为与SUS430合金相连接的阴极接触材料进行评价。SUS430/10% ag & LCN/SUS430的区域特异性抗性(ASR)显示,ASR在50h时为773 m cm2,而在10个热循环中表现出稳定的性能,从200 C到750 C。10%Ag & LCN的优异性能归功于银的高电导率、LCN稳定的微结构以及与互连合金的良好界面附着力。以10%Ag & LCN作为阴极接触材料,单细胞的功率密度达到了0.623 W/cm2,达到750分,在3个热循环中平均降解率低于1%。 ——文章发布于2018年4月10日
  • 《【Frontiers in Energy 】为直接氨固体氧化物燃料电池开发高效阳极催化剂》

    • 来源专题:新能源汽车
    • 编译者:王晓丽
    • 发布时间:2024-06-11
    • 由于氨的氢含量高、能量密度大且易于液化,人们开始探索将氨作为氢载体。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效的电化学装置,可以利用氢气和碳氢化合物等燃料。然而,由于氢的体积密度和沸点较低,氢的储存和运输面临着巨大的挑战。氨基 SOFC 是一种前景广阔的替代技术,而优化其在中温条件下的性能则是人们关注的一个关键领域。 福州大学钟富兰和罗宇领导的研究小组重点开发了作为 NH3-SOFC 负极催化剂的热长石 La2Zr2-xNixO7+δ (LZNx) 氧化物。研究小组研究了掺杂 Ni2+ 对这些氧化物的晶体结构、表面形貌、与钇稳定氧化锆(YSZ)的热匹配、电导率和电化学性能的影响。该研究发表在 Frontiers in Energy 杂志上。 研究发现,LZNx 氧化物具有 n 型半导体特性,与 YSZ 电解质具有良好的高温化学相容性和热匹配性。此外,LZN0.05 表现出最小的导电带电位和带隙,因此作为 NH3-SOFC 的阳极材料具有更高的功率密度。 LZN0.05-40YSZ 复合阳极在 800 °C 时的最大功率密度为 100.86 mW/cm2,是相同条件下基于 NiO 的 NH3-SOFC 的 1.8 倍。此外,LZN0.05-40YSZ 复合阳极在 800 °C 下连续工作 100 小时后,电压衰减几乎可以忽略不计,这表明它具有更长的耐用性。 LZNx 阳极的开发满足了 NH3-SOFCs 对高效阳极催化剂的迫切需求,在通过氨利用支持氢经济方面迈出了重要一步。 电导率和电化学性能的提高以及经证明的耐用性表明,这些材料在未来的清洁能源生产中将发挥关键作用。 原文链接:: Shiqing Yang et al, Pyrochlore La2Zr2–xNixO7 anodes for direct ammonia solid oxide fuel cells, Frontiers in Energy (2024). DOI: 10.1007/s11708-024-0948-2