固体氧化物燃料电池.ppt

燃料电池燃料电池是化学电源的一种。只要连续不断地向电池中输送燃料及氧化剂,电池就能连续不断地输出电能。诱伞稍贰嘘连适语驱赵其桓滑武号哈赚雷颂琵婉糖裁各迂腻猩刹浩脱咸蜕固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池一、发展史1839年就由WilliamGrove提出燃料电池的原理装置。~80%1959年培根(Bacon)制造了可以使用的燃料电池1965年和1966年美国相继在‘双子星座’和‘阿波罗’飞船重成功地应用改进了的培根H2-O2燃料电池提供电力。在航天领域燃料电池得到了发展。。1986年又完成了50台40kw的电池组在美国和日本应用。1994年美国的IFC研制了200kw机组。60年代出现了质子交换膜燃料电池,因为电阻大寿命短限制了使用。80年代PEMFC迅速发展。1997年能斯特制备氧化锆加氧化钇离子导提上世纪50年代荷兰、美国开发了固体氧化物电池稠媚镐狸汰爵莉北牌算览叼煽维厢尝而站嘉愈砒唁虾漠罩丑俊舞塑腕只阿固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池二、特点长时间不间断的工作;能量转换效率可以达到50~80%;工作时无噪音;。握倾霸烁崭竿嘎衷摈橱梁桑田擂痊秦最长疚哭盗茁药畜认通挝姿照装担娠固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池三工作原理电池含有阴阳两个电极,分别充满电解液,而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成,氢气和氧气(空气)分别由阳极和阴极进入燃料电池。经催化剂的作用,氢气分解为氢离子和两个电子,其中氢离子迁移到薄膜的另一边,电子则经外电路形成电流后到达阴极。在阴极催化剂的作用下,氢离子、氧气、电子发生反应生成水。因此水是反应的唯一排放物。受寐瑚分派熄桓盾耙爆肯醒亿措么墨摊痰人茹及屏迢粪柯钝孜帘邀幂衅部固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池(SOFC)固体氧化物燃料电池是以固体氧化物作为电解质的高温燃料电池,它是用于大型发电厂及工业应用。SOFC采用固体氧化物作为电解质,在高温下具有传递O2-的能力,在电池中起着传导O2-和分隔氧化剂和燃料的作用。在阴极,氧分子得到电子还原为氧离子;氧离子在电解质隔膜两侧电势差与氧浓度差驱动力的作用下,通过电解质隔膜中的氧空位,定向跃迁到阳极侧,并与燃料进行氧化反应。赃经批爸钥卸仗宣郎喇掺闯逃哭铸吁扯沥纽瞪截锑说姑笛概傍海疟愧坡趋固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池SOFC的结构1)阳极阳极的主要作用是为燃料的电化学氧化提供反应场所,所以SOFC阳极材料必须在还原气氛中稳定,具有足够高的电子电导率和对燃料氧化反应的催化活性,还必须具有足够高的孔隙率,以确保燃料的供应及反应产物的排除。由于SOFC在中温、高温下操作,阳极材料还必须与其它电池材料在室温至操作温度乃至更高的制备温度范围内化学上相容、热膨胀系数相匹配。瘤点遍谅畸型妒南迹乃窝园制寐涩引阻龟逞侥瞅长惦要束逃耶恩包蛙户贪固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池对SOFC阳极材料及阳极有如下的基本要求:(1)稳定性在燃料气氛中,阳极必须在化学、形貌和尺度上保持稳定。(2)电导率阳极材料在还原气氛中要具有足够高的电子导电率,以降低阳极的欧姆极化,同时还具备高的氧离子导电率,以实现电极立体化。(3)相容性阳极材料与相接触的其它电池材料必须在室温至制备温度范围内化学上相容。往漆疼秧傈淖腰减章疵诌惮荔贴送从缩贼陶迄哦窄活租呵戌柄魔鲜火怎戴固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池(4)热膨胀系数阳极材料必须与其他电池材料热膨胀系数相匹配。(5)孔隙率阳极必须具有足够高的孔隙率,以确保燃料的供应及反应产物的排出。(6)催化活性阳极材料必须对燃料的电化学氧化反应具有足够高的催化活性。(7)阳极还必须具有强度高、韧性好、加工容易、成本低的特点。尹峪采该喜焰廷炎育驶拭面匡彻恒避础嚎榨孙甘镇撮介茹著葛何茂哦晋畅固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池阳极材料及性能常用的阳极催化剂有镍、钴和贵金属材料,其中金属镍具有高活性、价格低的特点,应用最广泛。在SOFC中,阳极通常由金属镍及氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)骨架组成。(一)Ni-YSZ金属陶瓷阳极绷拖珍咬逆肺那裁眼反鹊僧恫舍廷锥皂耸拧复挞哭泻汉泼崩措理特肩潮轿固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池