提高半导体气敏元件性能稳定性和可靠性的新途径

利用多元贵金属作为本半导体气敏元件的敏感剂,同时又作为稳定剂,使元件在多种干扰因素作用下,其性能表现为稳定可靠。这表明了多元贵金属作为元件的稳定剂又作为敏感剂是提高元件性能稳定性和可靠性的有效新途径。

用流铸法制备MCFC隔膜的性能研究

用流铸法制备电池隔膜，工艺简单易行，膜的质量有保证且易重复．其平均孔半径为０．１８ｕｍ，孔隙率６４．４％左右．在２００ｍＡ／ｍ２放电时，用此膜组装的ＭＣＦＣ电池的电压高达０．８５４Ｖ．其他电化学性能也达到９０年代初世界水平．

氯化物法制备MCFC隔膜用α-LiAlO_2细料的研究

用氯化物法制得α－ＬｉＡｌＯ２细料．两种反应物料分别在６５０℃和５５０℃反应１ｈ，生成α－ＬｉＡｌＯ２．经过水洗等，产生水合作用，生成水合物（ＬｉＡｌＯ２）２·５Ｈ２Ｏ．此水合物失水后，又变为α－ＬｉＡｌＯ２细料．其粒度分别为０．３３μｍ和０．４５μｍ．反应物的粒度和性质及反应温度等对产物α－ＬｉＡｌＯ２粒度均有一定影响．在本方法中，吸入反应机理仍起主要作用．以此细和粗α－ＬｉＡｌＯ２粉料为原料，用流铸法制得电池隔膜．用此隔膜和两张烧结多孔Ｎｉ板组装的电池在２００ｍＡ／ｃｍ２放电时，输出电压为０．８５Ｖ．６次再起动。

隔膜和熔融碳酸盐燃料电池 (MCFCS)性能的研究(英文)

用γ LiAO2 粉料和带铸法制备电池隔膜。隔膜有很高的阻窜能力和较低的欧姆极化。在电流密度为 2 0 0和 2 4 6mA/cm2 下放电时 ,用此膜组装的电池组 (三对电池 ,电极面积为 12 2cm2 )输出电压分别为 2 .0 1和 1.78V ,输出功率达 53.4W .于 2 0 0和 30 0mA/cm2 下放电时 ,单电池 (电极面积为 2 8cm2 )输出电压分别高于 0 .85和 0 .75V ,输出功率约 6 .6W .补偿隔膜收缩导致电池性能的提高 .

千瓦级熔融碳酸盐燃料电池组启动与性能

采用内公用管道和高温胶来组装52节电池组,以缓慢又均匀升温和通氧燃烧电池组隔膜中的有机物,电池组成功运行。反应气压为0 5MPa,反应气利用率为20%,在150mA/cm2电流密度下放电,电池组稳定输出功率为1025 48W。反应气压升高,电池组热电效率提高;放电电流密度升高,其热电效率反而降低。

熔融碳酸盐燃料电池性能的研究

用流铸法制备的膜组装熔融碳酸盐燃料电池,组装可靠,重复性好。电流密度在150mA/cm^2,电压在0.90V以上;在200mA/cm^2时,输出能量密度为147mW/cm^2。考察了反应气压差,组装压力,燃料气和氧化剂利用率及温度对性能的影响,并进行了讨论。

MCFC隔膜用γ-LiAlO_2 粗细匹配料制备研究

用高温反应法制得γ_LiAlO2 粗料 .另用氯化物法先制得α_LiAlO2 细料 ,此细料在 90 0℃焙烧几小时 ,它首先转化为中间过渡型 (无定型 ) ,进而再转化为γ_LiAlO2 超细料 .其粒度 <0 .18μm ,BET比表面积 >43m2 /g .用带铸法把以上γ_LiAlO2 粗细匹配料制得MCFC隔膜 .用此膜组装的电池性能较高 ,在 2 0 0和 30 0mA/cm2 放电时 ,电池输出电压分别为 0 .85V和 0 .75V时 ,功率密度高达 2 5 0mW /cm2 等 .用匹配料制得膜性能明显优于用单一粗料制得的膜 .粗细料制备工艺过程和匹配是成功的 .

MCFC组装压力对隔膜性能的影响

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)首次启动的隔膜烧结中,组装压力对隔膜电化学性能有一定的影响,最佳值为2.4MPa。隔膜烧结初期的短期内,组装压力在一定的范围内对隔膜电化学性能无影响。在隔膜烧结初期,高温(650℃)下浸满电解质烧结的隔膜中的粉粒发生重排和滑移,隔膜的最大孔径(Dmax)逐步变小;在合适的组装压力下,隔膜的Dmax最大值和滑移速率分别小于和反向高于同温度常压下浸入少量(5%)电解质烧结的隔膜的相应值。组装压力促使隔膜粉粒重排和滑移的发生,但又抑制和减小隔膜内缺陷的发展。经过长时间烧结的隔膜,Dmax小于隔膜寿命极限值7.92μm,满足了电池长期性能稳定的需要。

熔融碳酸盐燃料电池水溶性隔膜的制备和性能

用水溶性粘结剂聚乙烯醇(PVA)和α-LiAlO2粉料等制备熔融碳酸盐燃料电池水溶性隔膜(PVA隔膜).粉料的水合作用导致PVA隔膜的孔隙率和热失重均比PVB(聚乙烯醇缩丁醛)隔膜的大,但前者的最大孔径却比后者的小.当反应气压为0.9MPa,反应气体利用率为20%,分别于300和428.57mA·cm-2下放电时,PVA隔膜电池输出电压分别为0.849和0.739V;输出功率密度分别为254.7和316.7mW·cm-2,高于PVB隔膜电池的.经10次热循环启动,电池性能出现下降—回升—稳定的变化.这可能是PVA隔膜高温失水引起隔膜电导变化所致.

200W MCFC电池组的电化学性能及热平衡计算

MCFC电池组 (6对电池 ,电极面积 2 2 6cm2 )在 0 .9MPa/cm2 反应气压下 ,输出功率为2 17.6W .热平衡计算表明 ,该电池组在 30 0mA/cm2 电流密度下放电 ,当气体利用率为 2 0 %时 ,电池组处于热平衡状态下运行 .若维持此热平衡 (电池组内最高温度为 70 0℃ ,运行温度 6 5 0℃ )状态且提高反应气体利用率 ,则电池组热平衡点的电流密度将下降 ,以空气 +CO2 为氧化剂 ,H2 +CO2 为燃料气时 ,在不同气体利用率下电池组热平衡点的电流密度均大于 10 0mA/cm2 .提高电池组的输出功率 ,热电效率将下降 ;提高反应气压 。

MCFC多孔隔膜烧结机理的研究

用电池内外隔膜最大孔径等物性测试,发现隔膜粉粒在烧结时发生重排和滑移.由此隔膜最大孔径逐步变小.组装压力促使隔膜粉粒重排和滑移,但又有效地抑制和减小隔膜内缺陷的发展.由于粉粒重排和伴随机理的联合作用,经烧结隔膜微孔变大,平均孔径增大,孔分布变窄,同时隔膜孔隙率有所增加.多孔(孔隙率≥50%)隔膜初期烧结主要机理是粉粒重排,其烧结模型为梯形模型.

熔融碳酸盐燃料电池LiCoO2阴极性能的研究

用半导体掺杂法将LiCoO2阴极掺杂Mg,又重掺杂La和Ce等稀土元素，该阴极具有粗细双孔层结构，分别适应液相和气相的传质，又用单电池评价阴极（电化学）性能，并与NiO阳极性能进行比较，反应气压为0.9MPa,气体利用率为20％，用LiCoO2和NiO阳极分别组装的熔融碳酸盐资料电池单电池（阳极为Ni-Cr,电极面积为26cm^2）在300mA·cm^-2放电时，工作电压分别为0.848V和0.820V，功率密度分别为254.4mW·cm^-2和246mW·cm^-2。LiCoO2阳极性能优于NiO阳极，说明LiCoO2阴极掺杂和双层结构是有效的，而且掺杂将其电导已提高到与NiO2阳极同等水平。

氧传感器(探头)性能受气候影响的研究

一、前言原电池式的氧气浓度计广泛地用来检测煤矿、人防工程、工业现场及反应容器中氧气浓度。仪器上的关键部件—探头性能的稳定性直接关系到氧气浓度的测量准确性。在正常情况下气候条件的变化(温度、湿度和气压的波动)都对探头性能的稳定性产生不同程度的影响,同时人们也应用相应的办法消除这种影响。我们通过长期性能考察发现大气压对探头性能的影响趋势与大气压波动同步,在比较大的大气压范围内探头性能与大气压成线性关系。在这以前还未曾报导过这种规律,更没有应用这种规律去消除这种影响。

用动电位扫描法研究Pt/TiO_2上的氢溢流和反溢流

用动电位扫描法研究了Pt/TiO_2上氢溢流和反溢流。TiO_2,Pt和Pt/TiO_2的阴极停留后单扫描和连续扫描分别表现出来的不同行为,表明了TiO_2担Pt后发生了明显的氢溢流和反溢流作用。因而担载在TiO_2上的Pt便成为活性氢进出TiO_2晶体的“门户”。随着Pt/TiO_2氢后处理温度逐步升高,其氢溢流和反溢流作用逐步减弱,而氢电化学吸附(或脱附)作用则相应地逐步增强,到某一程度,其氢电极过程的控制步骤由氢扩散转变为氢电化学吸附(或脱附)。在一定范围内,TiO_2上的担Pt量的增加可导致Pt/TiO_2上氢溢流和反溢流作用的增强。

粉粒重排对MCFC隔膜性能的影响

对熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)内外隔膜最大孔径的测定,发现隔膜粉粒在外力作用下发生重排和滑移,重排引起隔膜最大孔径等物性的变化。外力促使隔膜粉粒发生重排,产生非致密效果,但又抑制隔膜内缺陷的发展,部分外力机械能和部分重排能转变成为粉粒的表面能,外力作用下的隔膜初期烧结模型为梯形模型。

膜燃烧残留物对MCFCs再启动性能的影响

聚乙烯醇缩丁醛(PVB)膜在非正常燃烧条件下,膜中残留碳为5.0%左右,影响了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)再启动性能。在PVB膜电池自然再启动中,膜粉料发生有限水合作用,生成的水合物(LiAlO2.nH2O)可以部分去除膜中的残留碳,提高了电池性能。在聚乙烯醇(PVA)膜制备中,膜粉料发生水合作用,生成的水合物有助于有机物燃烧,有效去除膜中残留碳,提高了电池性能。高温失水导致膜电导率产生变化,致使电池再启动性能出现下降———回升———稳定的走势,不同于PVB膜电池。长时间开路等可使PVA膜电池再启动性能快速回升,超过初始值,并进入稳定状态。

α-LiAlO_2水合作用对MCFC隔膜性能的影响

以水为溶剂并采用水溶性粘结剂(聚乙烯醇,PVA)和"-LiAlO2粉料等制备了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)水溶性隔膜(PVA隔膜)。在制备中,α-LiAlO2粉料的水合作用生成水合物$-LiAlO2·nH2O,这与粉料粒度、水合作用温度和时间等因素有关。粉料的水合作用导致PVA隔膜的孔隙率和热失重均比PVB(聚乙烯醇缩丁醛)隔膜的高;但前者的最大孔径却比后者的小。在反应气压为0.9MPa,反应气体利用率为20%,分别在300mA·cm-2和428.57mA·cm-2下放电时,PVA隔膜电池输出电压分别为0.849V和0.739V;输出比功率分别为254.7mW·cm-2和316.7mW·cm-2,高于PVB隔膜电池性能。在10次启动中,电池性能表现为下降-回升-稳定的变化。这可能是PVA隔膜高温失水导致隔膜电导变化所致。

一种长寿命高稳定的电化学传感器

本文以超精细还原法制得电极催化剂和电极,以这种催化剂和电极形成电化学传感器具有非常高的稳定性和可靠性。标志着传感器性能稳定可靠的主要技术指标:温度特性、线性、基线性能和长寿命稳定性都取得非常可靠数据,这表明了它处于国内领先水平。

熔融碳酸盐燃料电池隔膜用LiAlO_2制备

将Al2O3和Li2CO3混合，600～700℃高温焙烧制备熔融碳酸盐燃料电池隔膜用LiAlO2粉体．工业生产Al2O3颗粒粒度和堆密度大，制得的LiAlO2粉体较粗；有机金属化合物水解再脱水制备的Al2O3颗粒粒度和堆密度小，制得的LiAlO2粉体细．将LiAlO2与一定量的水溶性粘合剂和增塑剂混合，液压成膜，将膜与烧结Ni电极组装成电池，电池性能良好．

不同工作条件下的熔盐燃料电池性能

以多孔镍板作电极，以带铸法制备的ＬｉＡｌＯ２无机膜作电池隔膜，组装成了电极面积２８ｃｍ２的小型熔融碳酸盐燃料电池，考察了各种工作条件对电池性能的影响。试验结果表明，随气体压力和工作温度提高，电池性能增加。但高温下电池材料腐蚀现象加剧。另外气体压力增加使ＮｉＯ阴极在电解质中的溶解加快，因此为保证一定的电池寿命，工作气体压力和温度不可提高过大，必须控制在一定的范围以内。