固体燃料电池

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车用固体氧化物燃料电池

车用固体氧化物燃料电池

车用固体氧化物燃料电池车用固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC)是一种使用固体氧化物作为电解质的燃料电池,它可以直接将燃料中的化学能转化为电能,同时产生少量的热能。

这种燃料电池具有高效率、低排放、燃料灵活性等优点,因此被认为是一种具有潜力的新能源汽车动力源。

固体氧化物燃料电池的工作原理是,在电解质两侧分别设置燃料电极(阳极)和氧化剂电极(阴极),通过电解质传递氧离子,从而在电极上发生氧化还原反应,产生电能。

由于固体氧化物电解质具有高离子导电性和高温稳定性,使得固体氧化物燃料电池可以在高温下工作,从而提高电池效率和燃料灵活性。

车用固体氧化物燃料电池的优点包括:1.高效率:由于燃料电池直接将燃料中的化学能转化为电能,不受卡诺循环限制,因此能量转化效率可以达到很高,甚至超过传统内燃机的效率。

2.低排放:燃料电池的排放物主要是水蒸气和少量的二氧化碳,相比传统内燃机的尾气排放,对环境的影响更小。

3.燃料灵活性:固体氧化物燃料电池可以使用多种燃料,包括氢气、天然气、甲醇、乙醇等,这使得它在燃料选择上更加灵活。

然而,车用固体氧化物燃料电池也存在一些挑战和限制:1.高温工作:固体氧化物燃料电池需要在高温下工作,一般在600-1000℃之间,这使得电池系统的热管理和材料选择变得更加复杂。

2.启动时间长:由于需要在高温下工作,车用固体氧化物燃料电池的启动时间相对较长,这可能影响到车辆的快速响应能力。

3.成本问题:目前,车用固体氧化物燃料电池的制造成本仍然较高,主要原因是生产工艺复杂、材料成本高以及生产规模相对较小。

总的来说,车用固体氧化物燃料电池是一种具有潜力的新能源汽车动力源,但还需要在降低成本、提高性能等方面进行更多的研究和改进。

固体氧化物燃料电池的发展现状和前景

固体氧化物燃料电池的发展现状和前景

固体氧化物燃料电池的发展现状和前景1. 引言说到固体氧化物燃料电池(SOFC),有点像在讲一个刚出道的明星,虽然现在还不算大红大紫,但潜力可不小哦!想象一下,一个能安静地把化学能转化为电能的家伙,不用噪音、不用汽油,只要靠氢气或者天然气就能工作,真的是个环保小能手。

今天我们就来聊聊这个新星的发展现状以及未来前景,保证让你开开眼界,哈哈!2. 发展现状2.1 技术进步现在的SOFC技术可是越来越成熟,真是“金鸡报晓”的感觉!早期的燃料电池在效率和耐用性上都存在不少问题,但随着科技的进步,材料科学的飞速发展,这小家伙的性能也跟着水涨船高。

现在的固体氧化物燃料电池效率能达到60%甚至更高,简直可以和传统发电方式一较高下,毫不逊色。

研究人员用高温电解陶瓷材料替代了原来的金属材料,结果就像“柳暗花明又一村”,不仅降低了成本,还提高了电池的稳定性。

听起来是不是很让人期待?2.2 应用领域而且,SOFC的应用场景可真是不少,从小型设备到大型发电站,几乎无所不能,像个“万金油”。

比如在住宅区,SOFC可以直接为家庭供电、供暖,这样一来,不仅省电费,还能减少温室气体排放,真是一举两得!还有在一些偏远地区,尤其是没有电网的地方,SOFC也能大展拳脚,帮助人们解决用电难的问题,真是“雪中送炭”。

而且,它还可以与可再生能源结合,比如太阳能和风能,这样一来,SOFC就像“鱼和熊掌可以兼得”的美妙选择。

3. 前景展望3.1 市场潜力未来的SOFC市场可谓是“潜力无穷”,行业分析师预测,未来十年这个领域的市场规模将翻番,简直就像过年时的烟花,越放越亮。

随着各国对绿色能源的重视,很多地方都开始投入大量资金用于燃料电池技术的研发,相关部门支持、利好一波接一波,真是春风得意马蹄疾。

这个时候,如果你还是在犹豫是不是要投资相关行业,恐怕就要“吃亏在眼前”了。

3.2 挑战与机遇当然,事情也不是那么简单,SOFC虽然前景大好,但仍然面临一些挑战。

固体氧化物燃料电池分布式发电

固体氧化物燃料电池分布式发电

固体氧化物燃料电池分布式发电固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效、清洁的能源转换技术,可以通过将化学能转化为电能和热能来提供电力和热力。

在分布式发电领域,SOFC技术具有巨大的潜力,可以为建筑、工业园区、农村地区等提供可靠的电力供应。

固体氧化物燃料电池的工作原理是将氢气或可燃气体(如天然气、生物气体等)与氧气在阳极和阴极之间发生电化学反应,产生电子和离子传输,从而产生电能。

与传统燃烧发电相比,SOFC具有更高的能量转换效率、更低的排放和更长的寿命。

在分布式发电领域,SOFC技术的应用可以实现能源的本地化生产和使用,减少能源传输损失,提高能源利用效率。

固体氧化物燃料电池系统可以根据需求进行模块化设计,灵活部署在建筑物或工业园区等场所,实现电力和热力的联合供应。

这种分布式发电方式不仅可以提高电网的稳定性和安全性,还可以减少对传统燃煤发电的依赖,减少碳排放,保护环境。

固体氧化物燃料电池具有较长的使用寿命和较低的维护成本,可以为用户提供稳定可靠的电力供应。

SOFC系统还可以与其他可再生能源技术(如太阳能、风能等)结合使用,形成混合能源系统,实现能源的多元化利用,提高能源供应的可持续性。

在未来,固体氧化物燃料电池分布式发电技术有望在城市、乡村、工业园区等各种场所得到广泛应用,为社会经济发展和环境保护作出积极贡献。

政府部门应加大对SOFC技术的支持和推广力度,鼓励企业加大研发投入,推动固体氧化物燃料电池技术的进一步发展和普及。

总的来说,固体氧化物燃料电池分布式发电技术具有巨大的潜力和优势,可以为能源转型和可持续发展提供重要支撑。

通过不断创新和推广,SOFC技术将成为未来能源领域的重要发展方向,为建设清洁、高效、可持续的能源系统做出贡献。

固体氧化物燃料电池参数计算方法

固体氧化物燃料电池参数计算方法

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种高效的能源转换设备,其性能参数的计算方法一直备受关注。

本文将围绕固体氧化物燃料电池参数的计算方法展开讨论,从理论计算到实际应用,为读者提供全面的信息。

一、固体氧化物燃料电池参数的理论计算1. 最大功率密度(MPD)的计算方法最大功率密度是评价固体氧化物燃料电池性能的重要指标,其计算方法主要包括理论计算和实验测定两种途径,其中理论计算是基于能量守恒和热力学原理,以燃料气体的燃料利用效率、氧化物电化学反应速率等因素来确定。

2. 极限转化效率(UEC)的计算方法极限转化效率是指在特定工况下固体氧化物燃料电池能够达到的最高电能转化效率,其计算方法主要包括基于热力学分析和实验测定两种途径。

二、固体氧化物燃料电池参数的实测方法1. 电化学阻抗谱(EIS)的测试与分析电化学阻抗谱是评估固体氧化物燃料电池性能的重要测试手段,其实测方法包括交流电位扫描和频率扫描两种途径。

通过对实测数据的分析,可以获得固体氧化物燃料电池的内部电化学参数和动力学特性。

2. 极化曲线法的测试与分析极化曲线法是评估固体氧化物燃料电池性能的常用方法之一,通过改变电流密度和电压响应的关系,可以获取固体氧化物燃料电池的极化曲线,从而获取其性能参数。

三、固体氧化物燃料电池参数计算方法的应用1. 优化固体氧化物燃料电池设计通过对固体氧化物燃料电池参数的计算,可以帮助设计者优化电池的结构和材料,提高其性能和效率。

2. 评估固体氧化物燃料电池性能通过对固体氧化物燃料电池参数的实测和计算,可以全面评估其性能,并为后续的改进和优化提供依据。

3. 指导固体氧化物燃料电池的实际应用固体氧化物燃料电池参数的计算方法可以为实际应用提供指导,帮助用户选择合适的电池型号和配置,提高能源利用效率。

总结:本文围绕固体氧化物燃料电池参数的计算方法展开了论述,从理论计算到实际应用,为读者提供了全面的信息。

固体氧化物燃料电池作为一种高效的能源转换设备,其参数计算方法的研究将为其性能的提升和应用的推广提供重要的支持。

固体氧化物燃料电池的工作原理

固体氧化物燃料电池的工作原理

固体氧化物燃料电池的工作原理固体氧化物燃料电池(SOFC)可真是一项神奇的技术!如果你对这个名字感到陌生,没关系,今天我们就来聊聊它是怎么工作的,别担心,不会让你变成科学家,只想让你了解其中的奥妙,顺便插入一些小幽默,让你轻松愉快地掌握这些知识。

1. 燃料电池的基本概念1.1 什么是固体氧化物燃料电池?首先,咱们得搞清楚,什么是固体氧化物燃料电池。

简单来说,它是一种能把化学能转换成电能的装置。

就像是把你的午餐变成能量一样,不过这里的“午餐”是氢气或其他燃料,听起来是不是挺酷的?这东西不需要像传统电池那样充电,只要有燃料源源不断地提供,就能持续发电,简直是“发电机器”的一种神奇升级版。

1.2 工作原理大揭秘那么,SOFC是怎么工作的呢?这就要从它的构造说起了。

它的核心部分其实很简单,由一个固体电解质和两个电极组成。

电解质就像是门卫,只有特定的小分子才能通过。

而电极就像是两个派对的主办方,一个负责提供电子,另一个则负责接收这些电子,大家在这里欢快地交换能量。

2. 燃料的“调配”2.1 燃料的选择我们先来看看燃料。

SOFC的燃料可多了,氢气、天然气、甚至是生物质气体都可以用!就好比你在点餐,选什么都行,只要你能接受。

燃料在电池内部经过化学反应,会释放出氢离子和电子。

这就像是炸弹一样,电子冲出去了,能量立马释放,产生电流。

2.2 反应的进行当氢离子从负极(阳极)通过固体电解质跑到正极(阴极)时,电子却要绕个大圈才能到达正极,这样才能形成完整的电路。

你想想,这就像是在参加接力赛,离子们一路狂奔,电子们却得走小路,真是有趣啊。

最后,这些氢离子和氧气结合,产生水蒸气,这也是SOFC的“副产品”,环境友好,不污染,简直是“绿色先锋”。

3. 优缺点分析3.1 优点说到SOFC的优点,真是数不胜数。

首先,效率高,转换率可以达到60%甚至更高,放眼整个燃料电池家族,简直是佼佼者。

其次,燃料来源广泛,不局限于氢气,让你选择的余地大得很,像是“万花筒”一样丰富多彩。

固体氧化物燃料电池和固态电池

固体氧化物燃料电池和固态电池

固体氧化物燃料电池和固态电池嗨,大家好!今天我们要聊聊两个听上去很高大上的科技东西:固体氧化物燃料电池和固态电池。

别被这些名字吓到,其实它们也没那么复杂。

让我们一起揭开这两种电池的神秘面纱,看看它们的独特之处和实际应用吧!1. 固体氧化物燃料电池1.1 什么是固体氧化物燃料电池?好啦,我们先来搞清楚固体氧化物燃料电池(SOFC)是什么。

简单来说,这是一种利用化学反应来产生电能的设备。

它的工作原理有点像魔术——你把燃料和氧气放进去,它们在电池内部相遇,反应后就能产生电流。

SOFC的“秘密武器”是它的固体氧化物电解质,听起来很高科技吧?其实就是一种特别的陶瓷材料,它在高温下工作,能高效地把化学能转换成电能。

1.2 SOFC的优势和挑战SOFC的好处那是相当多的。

首先,它的效率高得让人咋舌,特别是在大功率应用中表现得特别出色。

它能使用多种燃料,比如天然气、氢气甚至一些废气,这可是其他类型电池望尘莫及的。

更妙的是,SOFC在运行时排放的废气少得可怜,对环境超级友好。

不过呢,它也有点儿小麻烦,比如说它需要高温才能正常工作,启动慢,就像是你早晨醒来的时候,得慢慢找回状态一样。

2. 固态电池2.1 什么是固态电池?接下来,我们来聊聊固态电池。

顾名思义,固态电池使用的是固态电解质,而不是液体或凝胶。

这就像是把你平时用的那种“水”换成了“干货”,而且这种干货能更稳定地存储电能。

固态电池的一个大优点就是安全性,它不像液体电池那样容易漏液,甚至不容易着火。

用它来做电池,就像是把生活中最稳定的东西用在了最重要的地方,安全感满满。

2.2 固态电池的优势和挑战固态电池的好处那可是多到可以开一场派对。

首先,它的能量密度比传统电池高,换句话说,它能存储更多的电能而不占用太多的空间。

这对于手机、汽车等需要长时间续航的设备来说,可是一个大大的好消息。

另外,固态电池的寿命也很长,不容易出现容量衰减,简直像是一位不易磨损的老朋友。

不过,它也有自己的小秘密——生产成本比较高,而且技术上还需要进一步攻关,就像是需要更耐心的工匠来精雕细琢。

固体氧化物燃料电池 解决方案

固体氧化物燃料电池 解决方案

固体氧化物燃料电池解决方案咱来聊聊固体氧化物燃料电池的解决方案哈。

一、材料方面。

1. 高性能电解质材料。

要找到那种传导离子能力超强的电解质材料。

就好比给电池的离子找一条超级高速公路,让它们能跑得飞快。

比如说钇稳定的氧化锆(YSZ)这种材料就挺不错,但咱们还得不断研究改进它。

可以尝试不同的掺杂元素或者调整制备工艺。

像给它加一些小“调料”(其他元素掺杂),让它的离子传导性能更上一层楼。

对于新型电解质材料的探索也不能停。

不能光守着老一套,要去发掘那些可能隐藏在材料世界里的“黑马”。

比如说一些具有特殊晶体结构的氧化物,说不定就有更好的离子传导性和化学稳定性呢。

2. 电极材料。

阳极材料得是那种既能够让燃料很好地吸附和反应,又能很好地传导电子的家伙。

比如镍氧化钇稳定的氧化锆(Ni YSZ)复合材料,它就像一个很会招待燃料分子的小管家,能让燃料分子在上面乖乖地发生反应,产生电子。

不过呢,这小管家有时候也会有点小脾气,时间长了可能会被积碳或者硫中毒,所以得想办法给它做个防护或者改进。

可以在它表面涂一层保护膜之类的,就像给它穿上一件铠甲。

阴极材料也很关键。

要找那种对氧气还原反应超级敏感的材料。

现在流行的是一些含镧的钙钛矿结构材料,像镧锶锰氧化物(LSM)之类的。

但它们也有自己的小毛病,比如在低温下反应活性不够高。

那咱们就可以试着把它和其他材料复合一下,就像给它找个小伙伴一起干活,让它们互相弥补不足。

二、制作工艺方面。

1. 薄膜化技术。

把固体氧化物燃料电池的各个组件做成薄膜是个很聪明的办法。

就像把厚衣服换成薄衣服,这样离子和电子的传输距离就变短了,电池的性能就会提高。

可以用物理气相沉积(PVD)或者化学气相沉积(CVD)这些技术来做薄膜。

不过呢,这些技术有时候就像个调皮的小孩,不太好控制,所以得好好地研究怎么让它们听话,做出厚度均匀、质量好的薄膜。

2. 低温烧结工艺。

传统的高温烧结工艺虽然能让电池组件的性能不错,但它能耗高,还容易让材料之间产生一些不好的反应。

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(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)作为一种高效、清洁的能源转换技术,在冷热电联供系统中具有广阔的应用前景。

冷热电联供系统是一种集成化的能源利用方式,通过优化热电联产过程,实现能源的高效利用。

SOFC 作为冷热电联供系统的组件之一,具有高效、低排放、灵活性强等优势,因此在能源系统中发挥着越来越重要的作用。

1.SOFC概述SOFC是一种以固体电解质为基础的燃料电池,其主要组成部分包括阳极、阴极和电解质,其中电解质通常为氧化物。

在工作过程中,燃料(通常为氢气、甲烷等)在阳极处发生氧化反应,产生电子和离子,电子通过外部电路形成电流,离子穿过电解质到达阴极,在阴极处与氧气发生还原反应。

这种电化学过程产生的电能可用于供电或其他电力需求,同时SOFC还能够产生高温废热。

2.冷热电联供系统中的应用前景2.1高效能源转换SOFC具有高效率的能源转换特性,其电-热转换效率可达60%以上。

通过将SOFC与其他能源设备集成,如燃气轮机、蒸汽轮机等,可以实现更高效的能源转换,提高整个系统的总体能源利用效率。

2.2低排放与环境友好与传统发电方式相比,SOFC的燃烧过程不仅效率更高,而且排放的主要产物为水蒸气和二氧化碳。

SOFC在冷热电联供系统中的应用有助于减少温室气体排放,符合环保和可持续发展的要求。

2.3灵活性与响应速度SOFC具有较高的热响应速度,可以在短时间内达到额定功率,使其在应对电力需求波动、应急电力供应等方面具备灵活性。

这使得SOFC在冷热电联供系统中能够更好地适应复杂多变的能源需求。

2.4分布式能源系统SOFC可以被部署在分布式能源系统中,通过小型化、模块化的设计,实现能源的近端生产与使用,减少能源传输损失。

这种分布式部署方式有助于提高电力系统的鲁棒性和可靠性。

3.具体应用案例3.1工业厂区冷热电联供将SOFC集成到工业厂区的能源系统中,通过利用SOFC产生的废热供热,同时利用其电力输出满足工业生产的电力需求。

固态燃料电池的应用与发展

固态燃料电池的应用与发展

固态燃料电池的应用与发展一、引言固态燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC)是一种利用固态氧化物电解质作为离子传输介质,以燃料气体的氧化和还原反应为原理的高效能源转换设备。

SOFC具有高效、低污染、可靠性高、寿命长、燃料灵活等优点,已成为国际上燃料电池领域发展方向之一。

本文将从应用领域和技术发展两个方面做出分析。

二、应用领域1.电力与热力联供SOFC电力与热力联供系统具有储能能力,并可以在高效率下利用电力与热能,将储能技术与电力供应技术结合起来。

电力供应方面,SOFC可以为城市、小镇和无人驾驶系统等提供电力;热力供应方面,SOFC可以为中小型企业建筑、办公室和家庭提供热力。

例如,日本东京电力公司已经在东京上野开发了一套超高效燃料电池发电系统,该系统由32台SOFC组成,最高输出为700kW,同时可提供600kW的热能,被称为“世界最大型燃料电池发电站之一”。

2.交通运输SOFC可以为交通工具提供高效的能源转化,解决其环保与效率问题。

由于SOFC在高温下可以直接将天然气或丙烷等燃料转化成电能,因此可以降低汽车碳排放量,并提高其燃油效率。

目前,针对移动设备如无人机、潜艇等,SOFC能够为其提供设备和通信系统的动力以及长时间工作所需的稳定电力。

三、技术发展1.物料的开发SOFC的核心是氧化物电解质,因此必须选择稳定、导电及传输氧离子的优质材料。

目前已有一系列优质的电解质材料被研发出来,同时也会根据应用领域的不同,选择能够适用的其他材质。

2.系统构建SOFC避免了传统燃烧装置的能量浪费问题,具有高效、省能、环保等一系列优点,其系统构建也变得越来越重要。

目前,SOFC系统的构建已不存在系统阻碍,较为成熟,而需要解决的问题是使得SOFC的大规模应用成为可行的解决方案。

3.技术突破SOFC技术突破主要是在性能方面,包括它的高效能、高功率密度、稳定性、寿命等。

未来的技术发展主要是在以下几个方面:a.提高电池组成品质和尺寸,在保证稳定性与寿命的同时,方便实际应用。

固体氧化物燃料电池的发展现状和前景

固体氧化物燃料电池的发展现状和前景

固体氧化物燃料电池的发展现状和前景嘿,伙计们!今天我们要聊聊一个非常酷的话题:固体氧化物燃料电池(SOFCs)的发展现状和前景。

你可能会问,什么是SOFCs呢?简单来说,它们就是一种能够将燃料转化为电能的设备,而且这种转换过程非常高效,同时还非常环保。

现在让我们一起来揭开这个神秘设备的面纱吧!让我们来看看SOFCs的发展现状。

你知道吗,自从上世纪70年代以来,科学家们就开始研究这种设备了。

经过几十年的努力,SOFCs已经从实验室走向了实际应用。

在过去的几年里,随着全球对清洁能源的需求越来越大,SOFCs的应用也越来越广泛。

比如,它们可以用于发电厂、交通工具、家庭用电等方面。

而且,随着技术的不断进步,SOFCs的性能也在不断提高,它们的效率和稳定性都得到了很大的提升。

那么,SOFCs的前景如何呢?我认为,它们的未来非常光明。

随着全球对环保的要求越来越高,SOFCs作为一种清洁能源设备,将会得到越来越广泛的应用。

随着技术的不断进步,SOFCs的性能将会越来越好,它们的效率和稳定性都将得到更大的提升。

随着成本的降低,SOFCs的价格也将变得更加亲民,这将有助于它们在全球范围内的推广。

SOFCs的发展也面临着一些挑战。

比如,它们需要大量的高温高压条件才能正常工作,这给它们的设计和制造带来了很大的困难。

SOFCs的使用寿命也是一个问题。

虽然现在的SOFCs已经可以达到很高的使用年限,但是它们的寿命还是比较有限的。

这意味着我们需要不断地进行维护和更新,以保证它们能够持续地为我们提供清洁能源。

总的来说,SOFCs是一种非常有前途的清洁能源设备。

虽然它们现在还面临着一些挑战,但是我相信随着技术的不断进步,这些问题都会得到解决。

而当这些问题都解决之后,SOFCs将会成为我们生活中不可或缺的一部分。

它们将会帮助我们实现可持续发展的目标,同时也将为我们的生活带来更多的便利和舒适。

好了,今天的分享就到这里啦!希望我对SOFCs的介绍能够让你对这个话题有一个更深入的了解。

固体氧化物燃料电池阴极材料

固体氧化物燃料电池阴极材料

固体氧化物燃料电池阴极材料1. 简介好啦,今天我们聊聊固体氧化物燃料电池(SOFC)里的一个小明星——阴极材料。

你可能会问,阴极材料是什么?简单来说,它就像是燃料电池里的一个小帮手,负责把氧气“变魔术”,帮我们生成电能。

听起来是不是有点酷?这就像是厨房里的一把好刀,切啥都顺手。

现在,随着对可再生能源需求的不断增加,阴极材料的重要性可想而知。

1.1 阴极的作用咱们先来捋捋阴极的作用。

它的主要工作是和氧气发生反应,形成氧离子,这些小家伙就像是奔跑的小马,飞快地通过电解质,最后在阳极和燃料反应,产生电流。

这过程听上去是不是很高大上?其实,它就像是在电池里举行的一场派对,阴极是负责调动气氛的DJ,确保每个人都能跟上节奏。

如果没有它,派对就会变得冷冷清清,没什么好玩的。

1.2 材料的选择说到材料,阴极材料可不是随便选的。

一般来说,常见的有钴酸锂、镍酸锂等。

为什么不随便找个材料就好呢?因为不同的材料就像不同的咖啡豆,各有各的风味,有的适合高温,有的则更适合低温。

如果选择不当,燃料电池的性能就会大打折扣,简直就是在浪费资源。

我们可是要保护好这地球啊,不然就得面临“吃土”的局面,心疼得我。

2. 材料的性能接下来,咱们来聊聊这些材料的性能。

首先是导电性,阴极材料要能快速传导电流,就像是一个快速的快递员,送货上门不说,还得保证安全可靠。

其次是稳定性,得能在高温高压的环境下坚持下去,不然就会像夏天的冰淇淋,没多久就融化了。

还有就是反应速率,这个就像是材料的“反应能力”,反应越快,电池产生的电流就越稳定。

2.1 目前的研究方向现在的研究方向可多着呢!科学家们可没闲着,正在探索更多新型的阴极材料,像是一些复合材料和纳米材料。

这些新材料不仅能提高电池的效率,还能降低成本,真是一举多得!想想看,能省钱还环保,简直就是“老天爷给我送红包”呀。

2.2 实际应用说到实际应用,这玩意儿已经在很多地方开花结果了。

从电动车到家庭能源系统,甚至是大型电力公司,都在用它。

固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展课件

固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展课件

1.A位缺失大大提高电池性能。
0.58Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-是LS固C体F氧系化列物阴燃料电池阴极材料的研 极中输出性能最高的阴极材料。其最大究功进展课件
率是LSM/YSZ标准阴极的两倍。
Journal of power sources,156 (2006)20-22
Seminar II
Solid
electrolyte
O2-
Porous anode
collector
Combustible Fuel
O2
e-
O2-
e-
CO2 +H2O
固体氧化物燃料电池阴极材料的研 究进展课件
Seminar II
中温固体氧化物燃料电池对阴极材料的基本要求
❖ 有较高的氧还原活性; ❖ 有较高的电导率; ❖ 与电解质和连接体材料具有良好的化学相容
Solid State Ionics 93 (1997) 207-217
Seminar II
LSM基阴极的研究进展(3)
LSM-5Ce10ScZr大大提高了LSM基阴极的电化学性能,在650°C,优化阴极 后的电池性能接近0.6/cm2.
固体氧化物燃料电池阴极材料的研
究进展课件Solid State Ionics ,176 (2005)2555-2561
Seminar II
参考文献
14. Z.H.Bi et al Electrochem. Solid state lett. 5(7) (2002) A173 15.S.P.Simner et al, Solid State Ionics ,161 (2003)11-18 16. S.P.Simner et al,Journal of power sources,113 (2003)1-10 17.A.Mai et al, Solid state Ionics,176 (2005)1341-1350 18.F.Tietz et al, Journal of power sources,156 (2006)20-22 19. 段枣树,硕士论文,新型阴极材料BSCF在IT-SOFC中的应用。 第三章,25-26 20. Z.P.shao,S.M.Haile nature 417 (2004)170-173 21.Z.S.Duan, et al, Journal of power sources, (2006) in press

固体氧化物燃料电池工作原理

固体氧化物燃料电池工作原理

固体氧化物燃料电池工作原理
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高温燃料电池,其工作
原理基于电化学反应。

它由一个固体电解质薄片夹在两个电极之间构成。

在SOFC中,燃料(如氢气或甲烷)在阳极处被供给,而氧气流经阴极。

在高温条件下(通常在800-1000摄氏度),燃料
气体发生氧化反应,将燃料中的氢气或甲烷转化为电子和离子。

在阳极上,燃料发生部分氧化反应,产生自由电子。

同时,该反应还生成氧离子,这些离子穿过固体电解质,移动到阴极一侧。

在阴极上,氧气和来自异极的氧离子反应,形成氧分子。

这个反应是通过将电子从阳极传递到阴极来完成的,从而形成外部电流。

这个外部电流可以被捕获并用来为电气设备供电。

SOFC的关键在于固体电解质,它主要由氧离子导体材料组成。

这种材料的特殊结构使得离子能够在高温下很容易地穿过。

由于SOFC使用固体电解质,因此不需要液体电解质和密封,并且没有泄漏问题。

此外,SOFC可以使用多种燃料,包括天
然气、生物质和合成气等,具有很高的燃料灵活性。

尽管SOFC的高温要求使其启动时间较长,并且成本较高,但它们具有高效率、低排放和长寿命等优点,被认为是未来能源系统中的重要组成部分。

能源材料固体氧化物燃料电池(SOFC)

能源材料固体氧化物燃料电池(SOFC)

常见种类
常见的阳极材料包括掺杂的金属氧化 物、复合金属氧化物和钙钛矿型材料 等。
阴极材料
适用范围
阴极材料主要用于固体氧化物燃料电池中的氧还原反应, 要求具有良好的氧还原催化活性、电子导电性和稳定性。
常见种类
常见的阴极材料包括钙钛矿型材料、层状结构材料和复合 阴极材料等。
发展趋势
为了提高SOFC的阴极性能,研究者们正在探索具有高氧 还原催化活性、高电子导电性和稳定性的新型阴极材料, 如过渡金属氧化物、氮化物和碳化物等。
密封与连接
采用合适的密封材料和工艺,确保电池的气密 性和稳定性,同时将电极引出线与外部电路连 接。
电性能测试
测量 SOFC的电压、电流和功率等电 性能参数,以评估其性能表现。
稳定性测试
通过长时间运行测试,观察SOFC的性能 衰减情况,评估其使用寿命和可靠性。
环境适应性测试
在不同温度、湿度和压力等环境下测试 SOFC的性能表现,以评估其实际应用能 力。
组件制备
01
02
03
流延成型
将制备好的粉末与粘结剂 混合,通过流延机制备出 薄膜状的电解质和连接体。
热压成型
将粉末填充到模具中,通 过热压成型制备出电极和 连接体组件。
烧结
在一定温度下对组件进行 烧结,去除粘结剂并使粉 末颗粒间形成致密的陶瓷 相。
电池装配
组件叠层
将电极、电解质和连接体按照设计好 的顺序叠层装配在一起。
低成本化
降低SOFC的成本是实现大规模应用的必要条件。通过开发低成本制备工艺、优化材料配 方、提高材料利用率等方式,可以降低SOFC的制造成本。
规模化应用
随着技术的不断成熟和成本的降低,SOFC有望在未来实现规模化应用。在分布式发电、 移动电源、电动汽车等领域,SOFC具有广阔的应用前景。

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
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高温燃料电池,其工作原理是利用固体氧化物作为电解质,将化学能直接转化为电能。

固体氧化物燃料电池通常由阳极、阴极和固体氧化物电解质层组成。

首先,让我们从固体氧化物燃料电池的工作原理角度来看。

在固体氧化物燃料电池中,燃料(通常是氢气、一氧化碳或甲烷)在阳极处发生氧化反应,释放出电子和离子。

这些离子通过固体氧化物电解质层传导到阴极,与来自外部电路的氧气发生还原反应,生成水和热能。

同时,电子流经外部电路,产生电能。

这种高温下的反应使固体氧化物燃料电池具有较高的能量转化效率。

其次,从固体氧化物燃料电池的优点和应用角度来看。

固体氧化物燃料电池具有高效率、低污染、燃料灵活性和较高的燃料利用率等优点。

它可以利用多种燃料,包括天然气、生物质气体和合成气等,因此在工业、交通和航空航天等领域具有广泛的应用前景。

此外,从固体氧化物燃料电池的发展和挑战角度来看。

固体氧化物燃料电池技术在高温操作、材料稳定性和成本等方面仍面临挑战。

然而,随着材料科学和工程技术的不断进步,固体氧化物燃料
电池正逐渐成为清洁能源领域的研究热点,未来有望成为替代传统
燃料电池和燃煤发电的重要技术。

总的来说,固体氧化物燃料电池作为一种高效、清洁的能源转
换技术,具有广阔的应用前景和发展空间。

通过不断的研究和创新,相信固体氧化物燃料电池将在未来发挥重要作用,推动清洁能源技
术的发展。

固体氧化物燃料电池的原理及制备方法

固体氧化物燃料电池的原理及制备方法

固体氧化物燃料电池的原理及制备方法固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种高效、清洁的能源转换装置,具有高能量转化效率、低污染排放和多燃料适应性等优点。

本文将详细介绍固体氧化物燃料电池的原理及制备方法。

一、固体氧化物燃料电池的原理固体氧化物燃料电池是一种基于氧化物固体电解质的高温电池,其工作原理基于氧离子传导和氧化还原反应。

其基本结构包括阳极、阴极和电解质三个部份。

1. 阳极(Anode):阳极通常采用镍-氧化物(Ni-YSZ)复合材料,其主要功能是将燃料(如氢气、甲烷等)中的氢离子(H+)转化为氧离子(O2-),同时释放出电子。

2. 阴极(Cathode):阴极通常采用钇稳定的氧化物(如钇镧钛石-Yttria Stabilized Zirconia,YSZ)等材料,其主要功能是将氧气与电子结合生成氧离子。

3. 电解质(Electrolyte):电解质是固体氧化物燃料电池的核心部份,通常采用氧化锆(Zirconia)等材料,具有良好的氧离子传导性能。

电解质的作用是将阴极产生的氧离子传输到阳极,同时阻挠电子的直接流动。

在固体氧化物燃料电池中,燃料(如氢气)在阳极一侧与氧离子发生氧化还原反应,产生水和电子。

氧离子通过电解质传输到阴极一侧,与电子和氧气发生氧化还原反应,生成水。

这样,固体氧化物燃料电池实现了将化学能转化为电能的过程。

二、固体氧化物燃料电池的制备方法固体氧化物燃料电池的制备方法主要包括材料选择、电极制备、电解质制备和电池组装等步骤。

1. 材料选择:选择合适的阳极、阴极和电解质材料是固体氧化物燃料电池制备的关键。

阳极常用的材料有镍-氧化物复合材料、钨-氧化物复合材料等;阴极常用的材料有钇稳定的氧化物、钡钛矿结构材料等;电解质常用的材料有氧化锆、氧化镧等。

2. 电极制备:电极的制备通常包括材料的混合、成型和烧结等步骤。

以阳极其例,首先将阳极材料与粘结剂和溶剂混合均匀,形成浆料;然后将浆料通过成型工艺制备成阳极片;最后,将阳极片进行烧结,使其具有一定的机械强度和导电性能。

固体氧化物燃料电池测试标准

固体氧化物燃料电池测试标准

固体氧化物燃料电池测试标准
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效、清洁的能源转换技术,其测试标准是确保其性能和安全性的重要指标。

一般来说,固
体氧化物燃料电池的测试标准包括以下几个方面:
1. 电化学性能测试,这包括开路电压、极化曲线、电化学阻抗
谱等测试,以评估固体氧化物燃料电池在不同工况下的电化学性能。

2. 热稳定性测试,固体氧化物燃料电池在高温下工作,因此其
热稳定性是一个重要的测试指标,包括热循环测试、热冲击测试等。

3. 机械稳定性测试,固体氧化物燃料电池在工作过程中会受到
机械应力,因此需要进行机械稳定性测试,包括振动测试、冲击测
试等。

4. 寿命测试,固体氧化物燃料电池的寿命是其商业化应用的关键,需要进行长期稳定性测试,评估其在长时间工作下的性能衰减
情况。

5. 安全性测试,固体氧化物燃料电池需要满足一定的安全性标
准,包括过充电、过放电、短路等情况下的安全性能测试。

此外,固体氧化物燃料电池的测试标准还可能涉及材料分析、成本效益评估等方面。

不同国家和地区对固体氧化物燃料电池的测试标准可能会有所不同,一般会参考国际上已有的标准进行制定。

总的来说,固体氧化物燃料电池的测试标准旨在全面评估其性能、稳定性和安全性,为其商业化应用提供技术支持和保障。

固体氧化物燃料电池(igfc)基本原理

固体氧化物燃料电池(igfc)基本原理

固体氧化物燃料电池(igfc)基本原理固体氧化物燃料电池(IGFC)是一种利用固体氧化物燃料电池技术发电的装置。

它将燃料电池和燃气轮机联合起来,充分利用化学能和热能,提高能量转化效率。

IGFC的基本原理是通过固体氧化物燃料电池发电,同时利用高温废气驱动燃气轮机发电,实现双重发电。

固体氧化物燃料电池是一种高温燃料电池,其电解质采用固体氧化物材料,如氧化锆、氧化钇等。

它的工作温度通常在800℃到1000℃之间,因此可以利用高温下的催化反应来实现氢气的电化学反应。

IGFC的燃料电池部分主要由固体氧化物燃料电池堆、燃料供应系统和氧气供应系统组成。

在IGFC中,燃料和氧气通过各自的供应系统输入到固体氧化物燃料电池堆中进行反应。

燃料一般采用氢气或可燃气体,如天然气、生物气等。

氧气可以从空气中提取或通过分离纯化得到。

燃料在电极上氧化成氧化物离子(O2-),同时释放出电子。

氧气在另一电极上还原成氧气分子(O2)并接受电子。

这些电子通过外部电路流动,产生电能。

固体氧化物燃料电池的优点之一是可直接利用各种燃料,具有较好的适应性。

同时,其高温特性使得固体氧化物燃料电池的电化学反应速率较快,从而提高了能量转化效率。

此外,固体氧化物燃料电池还具备较高的功率密度和较长的使用寿命。

IGFC将固体氧化物燃料电池和燃气轮机结合在一起,利用固体氧化物燃料电池产生的高温废气来驱动燃气轮机,进一步提高能量转化效率。

燃气轮机可以利用高温废气进行燃烧,产生高温和高压的工作介质,从而带动轴组旋转,产生机械能。

这些机械能可以直接驱动发电机发电,产生电能。

IGFC的双重发电机制使得能量的利用更加充分。

固体氧化物燃料电池产生的高温废气可以充分利用,提高了系统的能量转化效率。

同时,IGFC还可以灵活调节固体氧化物燃料电池和燃气轮机的功率输出,以满足不同负荷要求。

由于固体氧化物燃料电池需要高温运行,因此IGFC系统的热管理至关重要。

热管理可以通过燃料和氧气的预热以及废气余热回收等方式来实现。

新能源材料固体氧化物燃料电池

新能源材料固体氧化物燃料电池

新能源材料固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC)是一种以固态电解质材料为基础,利用固体电解质与氧化物燃料反应产生电能的高效率电化学能量转换器。

SOFC以其高能量转换效率、低污染排放和多燃料适应性等优势,成为了燃料电池技术中备受关注的一种类型。

首先,SOFC采用固态电解质材料作为电解质,与传统的液态电解质相比,其具有更高的化学和热稳定性。

固体电解质材料能够在高温下提供高离子电导率,因此SOFC可以在较高温度下运行,提高电极反应速率,促进电化学反应。

这也使得SOFC能够利用多种燃料,包括氢气、煤气、天然气等。

其次,SOFC具有高能量转换效率。

固体电解质的高稳定性和高离子电导率使得SOFC能够实现较高的电化学反应速率,从而提高能量转换效率。

传统热电偶发电技术只能利用燃料的一小部分能量,而SOFC可以将更多的燃料能量转化为电能,实现更高的能量利用效率。

此外,SOFC具有低的污染排放。

与传统燃烧发电技术相比,SOFC是一种无污染的能源转换技术,不会产生二氧化碳、氮氧化物等有害气体。

SOFC反应产物主要为水蒸气和二氧化碳,后者可通过碳捕获技术进行回收和利用,从而减少对环境的负面影响。

最后,SOFC具有多燃料适应性。

由于固体电解质材料的高稳定性,SOFC可以使用多种燃料,包括氢气、煤气、天然气等。

这使得SOFC具有很强的应用潜力,可以广泛应用于能源供应、电力系统备用电源、工业能源、交通运输等领域。

然而,SOFC也存在一些挑战和限制。

首先是高温操作,需要较长的启动时间和热循环时间。

此外,固态电解质材料的价格较高,限制了SOFC的商业化应用。

此外,SOFC对纯净燃料的要求较高,对燃料的净化和处理也提出了技术难题。

为了进一步促进SOFC的发展和应用,需要持续进行材料研究和技术创新。

目前的研究主要集中在降低材料成本、提高燃料适应性、改善电化学性能等方面。

同时,应加强与其他能源技术的融合,如太阳能和风能等,以进一步提高能源效率和可持续发展能力。

固体氧化物燃料电池资料课件

固体氧化物燃料电池资料课件

交通领域
SOFC可用于电动汽车和 混合动力汽车的电源系统 ,提高车辆的续航里程和 性能。
移动电源
SOFC还可作为移动电源 ,为野外作业、军事装备 等提供便携式电源。
02
固体氧化物燃料电 池的组成与结构
阳极
阳极是固体氧化物燃料电池中的一部 分,它位于电池的负极一侧,负责提 供燃料,如氢气、甲烷等。
案例二:汽车动力系统
总结词
高效、节能、零排放
详细描述
SOFC技术在汽车动力系统中具有高效、节能和零排放的优点。利用SOFC技术,汽车可以直接将燃料 转化为电能,提供给电动机使用,从而实现零排放和低噪音。这种技术可以显著提高汽车的燃油效率 和行驶里程,同时减少对环境的污染。
案例三:船舶动力系统
总结词
高温SOFC
操作温度在800°C-1000°C之间,可以 使用各种碳氢燃料,如天然气、煤等 。
按燃料类型分类
直接式SOFC
直接使用氢气、甲烷等气体燃料。
间接式SOFC
使用氢气作为燃料,通过外部重整装置将其他碳氢燃料转化为氢气。
电池性能参数
输出电压
通常在0.7-1.2V之间。
能效
通常在40%-60%之间。
阳极材料的性能对固体氧化物燃料电 池的性能和寿命有着重要影响。
阳极的主要功能是催化燃料反应,释 放电子并将反应产物输送到连接体。
常见的阳极材料包括镍、钴、铁等金 属氧化物。
电解质
电解质是固体氧化物燃料电池 中的关键组成部分,它负责传 导离子,使电荷在电池内部传
递。
电解质通常为陶瓷材料,具有 较高的离子电导率。
输出功率
根据电池大小和负载情况而定。
寿命
一般在数千小时以上。
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固体氧化物燃料电池
摘要燃料电池是公认的清洁、安全、方便的高效电源。

文章重点介绍固体氧化物燃料电池(SOFC)研究与开发的现状、趋向、性能特点及应用领域。

关键词固体燃料电池,绿色能源
地球上的主要能源—煤、石油和天然气等化石燃料,在不久的将来终将耗尽。

加之,现有的发电技术效率低,对环境造成污染,严重有悖于社会持续发展的要求。

因而,发展燃能转换效能高、对环境污染低并便于应用的绿色能源,就成为下世纪有关国计民生的重大课题。

燃料电池是公认的清洁安全和方便的高能效电源一般情况下其能量转换效率可达60%,几乎是目前传统发电技术的两倍。

热电联供则可高达85%。

而且在其运行过程中主要副产物是对环境友好的水和二氧化碳。

总之,燃料电池以先进的方式发电,并以更好的方式向用户供电,行将引起一场电力工业的革命。

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,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。

1.发展历史
固体氧化物燃料电池的开发始于20世纪40年代,但是在80年代以后其研究才得到蓬勃发展。

早期开发出来的SOFC的工作温度较高,一般在800~1000℃。

目前科学家已经研发成功中温固体氧化物燃料电池,其工作温度一般在800℃左右。

一些国家的科学家也正在努力开发低温SOFC,其工作温度更可以降低至650~700℃。

SOFC是人们公认的第三代先进燃料电池,美国能源部预测SOFC发电站有可能在下世纪初实现商业化,100千瓦级示范电站已经在运行试验之中。

然而,SOFC虽已经过数十年研制,仍然存在着许多问题,商业化进程比预期要缓慢得多。

2.反应原理
在所有的燃料电池中,SOFC的工作温度最高,属于高温燃料电池。


些年来,分布式电站由于其成本低、可维护性高等优点已经渐渐成为世界能源供应的重要组成部分。

由于SOFC发电的排气有很高的温度,具有较高的利用价值,可以提供天然气重整所需热量,也可以用来生产蒸汽,更可以和燃气轮机组成联合循环,非常适用于分布式发电。

燃料电池和燃气轮机、蒸汽轮机等组成的联合发电系统不但具有较高的发电效率,同时也具有低污染的环境效益。

2.1结构组成
固体氧化物燃料电池单体主要组成部分由电解质(electrolyte)、阳极或燃料极(anode,fuel electrode)、阴极或空气极(cathode,air electrode)和连接体(interconnect)或双极板(bipolar separator)组成。

固体氧化物燃料电池的工作原理与其他燃料电池相同,在原理上相当于水电解的“逆”装置。

其单电池由阳极、阴极和固体氧化物电解质组成,阳极为燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场所,两极都含有加速电极电化学反应的催化剂。

工作时相当于一直流电源,其阳极即电源负极,阴极为电源正极。

在固体氧化物燃料电池的阳极一侧持续通入燃料气,例如:氢气(H2)、甲烷(CH4)、城市煤气等,具有催化作用的阳极表面吸附燃料气体,并通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面。

在阴极一侧持续通人氧气或空气,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-,在化学势的作用下,O2-进入起电解质作用的固体氧离子导体,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。

单体电池只能产生1V左右电压,功率有限,为了使得SOFC具有实际应用可能,需要大大提高SOFC的功率。

为此,可以将若干个单电池以各种方式(串联、并联、混联)组装成电池组。

目前SOFC组的结构主要为:管状(tubular)、平板型(planar)和整体型(unique)三种,其中平板型因功率密度高和制作成本低而成为SOFC的发展趋势。

2.2工作原理
工作原理图如图1
图1.SOFC工作原理图
常压运行的小型SOFC发电效率能达到45%-50%。

高压SOFC与燃气轮机结合,发电效率能达到70%。

国外的公司及研究机构相继开展了SOFC
电站的设计及试验,100kW管式SOFC电站己经在荷兰运行。

Westinghouse公司不但试验了多个kW级SOFC,而且正在研究MW级SOFC 与燃气轮机发电系统。

日本的三菱重工及德国的Siemen公司都进行了SOFC发电系统的试验研究。

一般的SOFC发电系统包括燃料处理单元、燃料电池发电单元以及能量回收单元。

图2是一个以天然气为燃料、常压运行的发电系统。

空气经过压缩器压缩,克服系统阻力后进入预热器预热,然后通入电池的阴极天然气经过压缩机压缩后,克服系统阻力进入混合器,与蒸汽发生器中产生的过热蒸汽混合,蒸汽和燃料的比例为,混合后的燃料气体进入加热器提升温度后通入燃料电池阳极。

阴阳极气体在电池内发生电化学反应,电池发出电能的同时,电化学反应产生的热量将未反应完全的阴阳极气体加热。

阳极未反应完全的气体和阴极剩余氧化剂通入燃烧器进行燃烧,燃烧产生的高温气体除了用来预热燃料和空气之外,也提供蒸汽发生器所需的热量。

经过蒸汽发生器后的燃烧产物,其热能仍有利用价值,可以通过余热回收装置提供热水或用来供暖而进一步加以利用。

图2. SOFC简单发电系统示意图
3.关键部件
SOFC核心部件是三合一电极PEN(positive-electrolyte-negative),由阳极/电解质/阴极组成。

根据SOFC稳定运行对各部件的性能要求,利用成膜工艺成形的电解质层薄而致密,电极多孔;工艺可操作性强,重复性好;成膜效率高,成本低廉,污染小,适合大规模商业化生产。

目前,大气等离子熔射(atmospheric plasma spraying,APS)工艺已经应用于平板式SOFC核心部件和连接板等。

但是由于等离子熔射涂层的层状微结构特点,制备的涂层一般较厚(约100μm—1mm),孔隙率1%~20%,难以制备薄而致密的涂层,不仅降低了电解质离子电导率,导致SOFC系统内的更多热量积累而温度升高。

因此,如何低成本短周期的批量制备薄而致密的YSZ电解质涂层将是SOFC商业化的关键技术之一。

4.性能特点
固体氧化物燃料电池具有燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点,可以直接使用氢气、一氧化碳、天然气、液化气、煤气及生物质气等多种碳氢燃料。

SOFC与第一代燃料电池(磷酸型燃料电池,简称PAFC)、第二代燃料电池(熔融碳酸盐燃料电池,简称MCFC)相比它有如下优点:(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。

5.应用领域
在大型集中供电、中型分电和小型家用热电联供等民用领域作为固定电站,以及作为船舶动力电源、交通车辆动力电源等移动电源,都有广阔的应用前景。

SOFC动作温度高,可以进行甲烷等内部改质。

与其他燃料电池比,发电系统简单,可以期望从容量比较小的设备发展到大规模设备,具有广泛用途。

在固定电站领域,SOFC明显比PEMFC有优势。

SOFC很少需要对燃料处理,内部重整、内部热集成、内部集合管使系统设计更为简单,而且,SOFC与燃气轮机及其他设备也很容易进行高效热电联产。

SOFC的能量密度高、燃料范围广、结构简单等优点是其他燃料电池(如PEMFC)所无法比拟的,是最有前途的车用电池电源。

随着中温燃料电池研究的进展,其制造成本将大大降低,热启动性能及稳定性能将得到极大的提高。

参考文献
【1】衣宝廉,燃料电池,原理、技术、应用[M].北京化学工业出版社,2003
【2】隋静,黄红良,陈红雨.我国燃料电池的研究现状-----第二届广州燃料电池会议述评[J],电源技术,2004,(12)。

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