《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:2019-11-08
  • 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。

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  • 《DOE资助1350万美元推进固体氧化物燃料电池技术研发》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2018-10-15
    • 美国能源部(DOE)6月底宣布资助1350万美元支持“固体氧化物燃料电池(SOFC)”主题下遴选的两大主题研发项目 ,旨在加快推进SOFC技术的创新突破,提升发电效能降低成本,从而加快该技术的商业化,实现高效、低成本、环保的分布式发电,减少碳排放。本次资助项目涵盖两大主题,包括:(1)兆瓦级SOFC发电系统预设计和技术经济评估;(2)SOFC核心技术研发;具体内容参见表1。 表1 固体氧化物燃料电池技术开发项目具体内容 主题 研究内容 资助金额/ 万美元 兆瓦级SOFC发电系统预设计和技术经济评估 •开发一个兆瓦级SOFC发电系统原型并进行技术经济评估,以验证发电系统能够满足6000美元/千瓦时的成本 •针对以天然气为燃料的兆瓦级SOFC发电系统开展技术、成本等性能指标评估 250 SOFC核心技术研发 •开发先进的气体传感器来并现场监测SOFC发电系统中氢气和CO浓度变化 •开发耐铬、耐硅杂质的SOFC阴极材料 •为SOFC开发新型的镍银合金导电浆并评估其效能 •利用磁控溅射在阳极表面沉积一层阻挡层,以避免阳极/电解质界面发生副反应产生绝缘相 •开发低成本碱性过渡金属氧化物吸收剂以吸附SOFC工作中产生的毒性气态杂质(如挥发的Cr、S气体),避免阴极中毒失活 •研发三种类型的阴极,以研究阴极材料分子间的作用力和微观结构对阴极性能电化学活性和稳定性的影响 •利用化学工程对SOFC电极的表面进行改性,以增强电极的性能和稳定性 •利用原子沉积在镍-氧化钇稳定的氧化锆金属陶瓷阳极的表面沉积一层氧化物保护膜,以增强阳极抗积碳和耐硫性 •为数据中心开发商用的管状SOFC发电系统 •开发高效、低成本金属支撑的SOFC用于分布式发电 •利用原子沉积方法在商用SOFC阴极表面沉积一层耐铬的高活性高稳定性的表面保护层,增强电极化学稳定性 •利用计算机仿真模拟多杂质(铬、硫等)环境下高性能高化学稳定性电极材料特性指标,以指导实验开发 •开发新一代高效、低成本、节能的低温管状SOFC •利用第二代燃料电池堆栈技术设计优化SOFC电池堆模块以增强电池性能 1100
  • 《对多孔氧化锆固体氧化物燃料电池性能的改进提高》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:董璐
    • 发布时间:2015-08-07
    • 一种新型微型管状固体氧化物燃料电池(SOFC)通过惰性载体微观结构的改进与控制内电极集成集电极电流下性能显著提高。其使用多步浸渍和共烧结方法制备含多孔氧化钇稳定氧化锆(YSZ)电池,镍,镍–YSZ,YSZ,锶掺杂的锰酸镧(LSM)–YSZ,和LSM分别为惰性载体,负极,电解液,阳极,阴极和阴极电流收集器。通过适当调整YSZ孔隙度,采用结合微晶纤维素和聚甲基丙烯酸甲酯造孔剂来提高气体扩散。此外,对氧化还原循环对电池性能的影响进行了研究。研究表明该电池具有良好的耐氧化性,没有明显的降解,性能高达10个氧化还原周期。