低温固体氧化物燃料电池的复合电解质材料

固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高效、环保的发电装置。低温化是SOFC的主要发展方向。探索适合在低温（400~600℃）条件下操作的高性能电解质材料是SOFC低温化发展的关键。近年来,研究人员发展了新型的复合电解质材料,取得了较好的成果。本文综述了近年来低温SOFC复合电解质材料的研究进展,简要介绍了复合电解质材料的特点、类型和传导机理。

低温SOFC复合电解质LSGM-碳酸盐的制备及性能

通过固相反应法、甘氨酸-硝酸盐燃烧法和聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成了La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(2.85)(LSGM)粉体,并与二元碳酸盐复合,制备了低温下具有高离子电导率和良好稳定性的新型LSGM-(Li/Na)_2CO_3复合电解质。研究了LSGM粉体制备方法和二元碳酸盐含量对复合电解质性能的影响。结果表明,LSGM-碳酸盐复合电解质存在电导跃迁温度,且在跃迁温度以上电导率明显提高,600和450℃时分别高达0.122和0.08 S·cm^(-1)。以LSGM-碳酸盐复合物为电解质的单电池表现了良好的性能输出,600和500℃时最高输出功率密度可达617和311 m W·cm^(-2)。同时,电池输出功率和开路电压(OCV)受LSGM形貌、尺寸和碳酸盐含量的影响,以碳酸盐含量为20%(质量分数)的复合物为电解质的单电池性能最佳。

燃料电池用LSGM-碳酸盐复合电解质的稳定性

通过聚丙烯酰胺溶胶-凝胶法合成了La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(2.85)(LSGM)粉体并与二元碳酸盐复合,制备了新型LSGM-碳酸盐复合电解质,从老化、循环和电池输出三方面考察了LSGM-(Li/Na)_2CO_3复合电解质的稳定性。结果表明,在600℃/650 h的测试中,复合电解质的电导率长期稳定在0.07~0.09 S·cm^(-1);在室温~700℃循环中碳酸盐基本没有损失,电导率也较稳定;以LSGM-20%(Li/Na)_2CO_3为复合电解质的单电池在0.79 A·cm^(-2)恒流放电,960 min内平均功率密度为285 m W·cm^(-2)。

气息图案法制备规整多孔薄膜的研究进展

气息图案法是一种制备规整多孔薄膜的新方法,该方法在高湿度环境下进行,并使用高挥发、非水溶性的溶剂。通过溶剂快速挥发所引起的暂时低温,诱使水蒸气在溶液表面凝结成规整水滴阵列,从而引导溶质围绕阵列自发形成规整多孔薄膜,全过程廉价、便捷。为促进该方法广泛而深入的研究,本文针对其近年来的研究现状,尤其是面向实用的特点,着重从其结构形成机理研究、薄膜材质寻找、薄膜结构与性能控制、薄膜应用性实验四个方面对其研究进展进行综述。