固体氧化物燃料电池电解质材料的研究进展

介绍了固体氧化物燃料电池(SOFC)用萤石型、钙钛矿型及磷灰石型电解质材料的结构、导电机理、性能及研究进展。存在的离子电导率较低、化学组成及相组成不稳定等问题,主要通过氧化物共掺杂及不同材料之间的复合等方法来改善。材料的复合与电解质层结构的设计,将成为电解质研究的主要方向。

可逆固体氧化物电池在低碳能源系统中的应用前景与挑战

允许可逆操作的固体氧化物电池因其同时拥有极高的发电和电解效率而备受关注。随着固体氧化物电池集成电站技术日趋成熟,对于SOC在能源系统中的应用模式尚缺少全面的讨论。围绕SOC在能源系统中的应用前景和挑战,从技术优势和潜在问题2个方面,分别总结了SOC在微网、输网和配网层面的应用现状和研究进展,同时结合能源互联网的发展理念和要求,对基于SOC电站和H2的新型能源利用模式进行了探讨和展望。结合未来高效的储氢、输氢、用氢模式,SOC在综合能源系统中的应用将极具前景。

低温自蔓延法合成SOC金属连接体用锰钴氧化物

采用柠檬酸低温自蔓延法合成尖晶石锰钴氧化物(MnCo2O4)粉体,利用湿粉末喷涂在Crofer 22金属连接体上制备致密涂层,考察工艺条件对涂层的影响,用XRD、SEM分析涂层的相结构及形貌,并对电性能进行分析。在900℃下烧结的连接体涂层具有更好的性能,其在850℃时测得的面积比电阻(ASR)为6.5 mΩ·cm2。

固体氧化物燃料电池/电解池金属连接体涂层研究进展

可逆固体氧化物池(SOC)既可作为燃料电池(SOFC)发电,又可用作电解池(SOEC)制氢或合成气,用于清洁能源转换和存储。涂层制备技术对SOC电堆的发展尤为重要。本研究对SOC在不同操作模式下的工作环境进行了分析,对SOC电堆连接体可用的合金材料、涂层材料和涂层制备技术进行了综述。

高温固体氧化物电池储能技术测试平台及流程设计

高温固体氧化物电池(solid oxide cell,SOC)储能技术,将电能转换为氢能进行存储。所得氢气一方面可以转换回电能,另一方面还可以通过加注天然气管道或应用于交通、化工行业等方式拓宽氢能的应用领域,实现超大容量储能,从而为水电、风电等可再生能源发电富余电能的消纳提供一种大规模的储能方式。目前,SOC储能技术研究尚处于起步阶段,该文首先提出了一种通用型SOC储能测试平台设计方案,既适用于电解水制氢的电解电池(solid oxide electrolysis cell,SOEC)运行模式,又适用于发电供热的燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)运行模式。其次,设计了平台分别运行于SOFC、SOEC时的主要测试流程。最后,基于一个100 W电堆的测试结果,验证了平台设计方案及测试流程的可行性,同时验证了SOC储能技术的高效性。

镍-镓酸镧复合阳极的研究

制备了多种镍-镓酸镧(LaGaO3)复合阳极,并以Ni-LaGaO3为复合阳极,系列Sr、Mg和Co掺杂的LaGaO3为电解质,Sm0.5Sr0.5CoO3(SSC)-LaGaO3为复合阴极,组装单电池。用极化、交流阻抗等技术,对阳极电化学性能进行研究,测试了电池的功率输出特性。Ni-LaGaO3复合阳极的最佳焙烧温度约为1 200℃,焙烧温度显著影响阳极/电解质界面的欧姆电阻和极化电阻。Ni-LaGaO3复合阳极的性能,依赖于所负载电解质及电极中掺入的LaGaO3的性质。随着电解质中Co含量的增加,电池的欧姆电阻减小、电极活性增加,单电池的最大输出功率密度提高。Ni-La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3(LSGMC5)|La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.115Co0.085O3(LSGMC8.5)|SSC-LSGMC5电池在800℃、氢为燃料的条件下,最大输出功率密度达0.75 W/cm2;甲烷为燃料的条件下,最大输出功率密度达0.53 W/cm2。