氧化锆基固体电解质材料的研究进展

作为固体氧化物燃料电池材料的首选,氧化锆基固体电解质材料在许多领域都有广泛的应用。本文首先介绍了氧化锆基固体电解质材料的导电机理,就几种重要的氧化锆基电解质材料的导电特性进行了综述,最后介绍了其应用前景。     

固体氧化物燃料电池

论述了固体氧化物燃料电池（ＳＯＦＣ）,分析了固体氧化物燃料电池在电介质和电极材料面的性能和特点,介绍了固体氧化物燃料电池目前的应用和发展前景。     

固体氧化物燃料电池电解质用离子导体

固体氧化物燃料电池以其高的能量转换效率和清洁的发电而被广泛研究.其中电解质—离子导体材料是影响固体燃料电池的效率和热力学稳定性的关键.作为所期望的电解质材料应满足以下要求(1)高的离子导电,(2)低的电子导电,(3)在使用条件一热力学稳定,(4)好的综合力学性能.在一些荧石相关结构和钙钛矿塑结构的氧化物中通过掺杂和取代形成氧空位可得到高的氧离子导电性.本文介绍了一些这类离子导体材料,并讨论了它们的特性.     

固体氧化物燃料电池电解质用离子导体

固体氧化物燃料电池以其高的能量转换效率和清洁的发电而被广泛研究。其中电解质--离子导体材料是影响固体燃料电池的效率和热力学稳定性的关键。作为所期望的电解质材料应满足以下要求：（1）高的离子导电,（2）低的电子导电,（3）在使用条件-热力学稳定,（4）好的综合力学性能。在一些荧石相关结构和钙钛矿塑结构的氧化物中通过掺杂和取代形成氧空位可得到高的氧离子导电性。本文介绍了一些这类离子导体材料,并讨论了它们的特性。     

双掺杂钙钛矿型复合氧化物La0.7Sr0.3Co1-xMxO3的电性能研究

以开发新型激光器阴极材料和固体氧化物燃料电池阴极材料为目的,合成一系列钙钛矿型复合氧化物La0.7Sr0.3Co1-xMxO3(M过渡族金属元素),并对Co位掺杂过渡族元素后样品的高温电阻率和热电动势进行研究,发现Co位掺杂不同元素显著影响材料的电导率和导电类型,并对其相应的物理机制进行探讨.     

双掺杂钙钛矿型复合氧化物La_(0.7)Sr_(0.3)Co_(1-x)M_xO_3的电性能研究

以开发新型激光器阴极材料和固体氧化物燃料电池阴极材料为目的 ,合成一系列钙钛矿型复合氧化物 La0 .7Sr0 .3 Co1- x Mx O3 ( M:过渡族金属元素 ) ,并对 Co位掺杂过渡族元素后样品的高温电阻率和热电动势进行研究 ,发现 Co位掺杂不同元素显著影响材料的电导率和导电类型 ,并对其相应的物理机制进行探讨 .     

混合传导陶瓷透氧膜

氧离子-电子混合传导陶瓷氧化物可以广泛用于空气分离制氧、碳氢化合物氧化膜反应器以及气体传感器与固体氧化物燃料电池的电极等，越来越引起人们极大的兴趣．对氧离子-电子混合传导陶瓷氧化物、合成方法以及在作为氧渗透膜方面的应用等作了详细论述．     

电动汽车和相关电源材料的现状与前景

论述了电动汽车（EV）、电动汽车用镍氢电池、锂离子电池、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及相关材料的研发现状、产业化前景，指出以电动汽车代替燃油内燃机汽车，以氢能代替碳基燃料，是当前运输业的主要发展方向。     

BaCe0.9Y0.1O3-α固体氧化物燃料电池电极极化性能的研究

以BaCe0.9Y0.1O3-α氧化物陶瓷为固体电解质,以多孔性Pt为电极材料,组成氢-空气燃料电池,用电流遮断法分别测定了600℃～1000℃范围燃料电池输出电流时的欧姆电位降和正负极的电极极化 结果表明,该燃料电池的优良性能与Pt电极很小的极化作用密切相关,正负极的电极极化皆随着温度的升高而变小,正极的极化小于负极的极化     

固体氧化物燃料电池阴极的制作

稀土钙钛矿型氧化物是固体氧化物燃料电池（ＳＯＦＣ）研制中十分有应用前景的阴极材料，就这类材料的超细粉体制备、电阻率、热膨胀性等问题进行了讨论；采用浸渍涂覆和功能陶瓷烧结方法，在固体电解质ＺｒＯ２基体上形成了钙钛矿电极膜层；初步测试了它们的极化情况，提出过电位表达式的分解方法，获得特征值Ｉｃ，用来评价活化极化所占的比例和比较电极与电解质的性能；观察了它们作为氧浓差电池阴极的电势。     

Progress in research on the performance and service life of batteries membrane of new energy automotive

Batteries membrane materials are widely used in new energy automotives such as hybrid vehicles,fuel cell vehicles,and pure electric vehicles.Membrane consists of two categories:fuel cell membrane(power unit) and power battery membrane(charge and discharge device).With rapid development of the processes and technology of cell membrane materials,there is urgent need to study their properties and service life.The article summarizes the recent research progress in proton exchange membrane materials,lithium battery separator materials,and nickel-hydrogen battery separator materials.Based on our laboratory research,the paper features the affecting factors and mitigation strategy of performance and service life for automotive battery membrane materials.Future direction for the batteries membrane material of new energy automotive is discussed.     

燃料电池的关键技术

 以燃料电池技术链为主线,叙述燃料电池关键材料与部件、电堆、系统存在的问题、发展现状与研究热点。关键材料包括催化剂、离子交换膜、气体扩散层;电堆关键部件包括膜电极组件、双极板等;系统部件包括空压机、增湿器、氢回流泵、氢瓶等。关键材料与部件的成本与耐久性是燃料电池汽车实现商业化的基础。中国燃料电池部分技术指标已经达到或超过全球同类商品的水平,需要鼓励产业大力投入,建立批量生产线,促进中国燃料电池技术进步。     

关于陶瓷材料的脆性问题

陶瓷材料众多优点是其他材料所不能比拟的,但是它的致命弱点是它的脆性,陶瓷材料的脆性在很大程度上影响了材料性能的可靠性和一致性,研究陶瓷材料的脆性问题,并提出改善它的有效途径就成为陶瓷材料研究工作者所特别关心的,半个世纪的研究,从陶瓷材料脆性的基础认识研究到有效改善途径的实施,首先是材料中弱界面的建立,诸如纤维补强陶瓷基复合材料、复相陶瓷材料、自增韧陶瓷材料、叠层复合材料、陶瓷材料的晶界应力设计,还有氧化锆增韧陶瓷材料、功能梯度材料、纳米陶瓷材料等都是行之有效的,在此基础上又提出多相材料,同时也研究了多种途径强化与增韧的协同效应。总之,陶瓷材料的脆性问题是可以采用不同的途径在很大程度上使之改善的,但是否可以解决陶瓷材料的脆性问题,尚不能作定论。材料的研究方向向多功能发展,这是材料发展的总趋势。     

微生物燃料电池在污水处理方面的应用研究进展

近年来微生物燃料电池技术在国外接连取得突破性研究成果, 并迅速成为新概念废水处理的热点.介绍了微生物燃料电池技术的原理和特点, 系统综述了该项技术的研究进展, 重点总结了在微生物、介体与电极材料研究等方面的最新研究进展, 分析了存在的问题, 在此基础上指出微生物燃料电池技术研究的重点突破方向.     

Review： Perspectives on the metallic interconnects for solid oxide fuel cells

The various stages and progress in the development of interconnect materials for solid oxide fuel cells (SOFCs )over the last two decades are reviewed. The criteria for the application of materials as interconnects are highlighted. Interconnects based on lanthanum chromite ceramics demonstrate many inherent drawbacks and therefore are only useful for SOFCs operating around 1000℃. The advance in the research of anode-supported flat SOFCs facilitates the replacement of ceramic interconnects with metallic ones due to their significantly lowered working temperature. Besides, interconnects made of metals or alloys offer many advantages as compared to their ceramic counterpart. The oxidation response and thermal expansion behaviors of various prospective metallic interconnects are examined and evaluated. The minimization of contact resistance to achieve desired and reliable stack performance during their projected lifetime still remains a highly challenging issue with metallic interconnects. Inexpensive coating materials and techniques may play a key role in promoting the commercialization of SOFC stack whose interconnects are constructed of some current commercially available alloys. Alternatively, development of new metallic materials that are capable of forming stable oxide scales with sluggish growth rate and sufficient electrical conductivity is called for.     

微生物燃料电池中碳基阳极材料和表面修饰碳基阳极材料研究进展

 随着能源匮乏和水污染问题的加剧,迫切需要寻找新的能源开发和利用技术。微生物燃料电池(MFCs)作为一种新兴的高效生物质能利用方式,可以将有机废水中的化学能直接转化为电能,具有去污和产能双重功能。产电微生物附着的阳极对MFCs 性能具有重要影响。碳基材料成本低、导电性高且生物相容性好,被广泛用于MFCs 的阳极材料。分别从传统碳材料、三维多孔碳基材料、化学法表面处理改性、碳纳米材料修饰和导电聚合物修饰等方面综述了MFCs 碳基阳极材料的最新研究成果,探讨了三维多孔结构和表面修饰促进MFCs 产电性能的微观本质,并对碳基阳极材料的应用前景进行分析和展望。     

不锈钢陶瓷复合管材剪切过程数值模拟

快堆乏燃料组件进入快堆乏燃料后处理工艺流程的第一步便是剪切解体,因辐射的制约,通常使用不锈钢模拟元件包管和陶瓷模拟燃料芯棒进行实验。将不锈钢模拟元件包管和陶瓷模拟燃料芯棒并组成复合管材模型模拟单根快堆乏燃料组件,根据非线性有限元分析软件Abaqus中Johnson-Cook本构模型与Johnson-Holmquist ceramic(JH-2)本构模型构建不锈钢陶瓷复合管材的材料模型,模拟其剪切断裂过程,并研究不锈钢陶瓷复合管材在剪切过程中断裂损伤失效过程中受力变形情况,以及刀具进给速度、剪切间隙对剪切力的影响。结果表明最大剪切力随进给速度增大而增大,随剪切间隙增大呈现先增大后减小的趋势,能为组件剪切方案和剪切机设计提供参考。     

氮化硅陶瓷添加剂和制备工艺的研究进展

随着对氮化硅陶瓷研究的不断深入,其热学性能、介电性能有了极大的改善,使之可应用在电子器件等领域。总结了制备氮化硅陶瓷材料所使用的烧结助剂,包括氧化物烧结助剂、非氧化物烧结助剂和其他烧结助剂;比较了氮化硅陶瓷材料的烧结方式,包括热压烧结、气压烧结、放电等离子烧结、无压烧结和反应烧结;论述了与氮化硅相关的复合材料的研究进展;展望了氮化硅陶瓷材料研究的发展趋势。     

中低温固体氧化物燃料电池电解质材料研究进展

 固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种全固态的电化学能量转换装置,它的能量转换效率高达70%,且其尾气中的有毒成分含量极低,是未来化石燃料发电技术的理想选择之一。SOFC 具有较宽的工作温度范围,通常在450~1000℃。高温下（800~1000℃）尽管SOFC 在燃料选择方面具有更高的灵活性,但是材料性能衰减的加快、运营成本的提高,以及系统的开关速度变慢等一系列缺点也愈加明显。因而,SOFC 主要朝着低温化的趋势发展。降低SOFC 工作温度最有效的方法是提高固体电解质的电导率,以尽量减少电池的欧姆阻抗。本文综述了萤石型、钙钛矿型和复合型3 类固体电解质材料国内外的研究进展,同时展望了未来中低温SOFC 电解质材料的研究方向。钙钛矿型电解质材料在中低温下具有较高的纯离子电导率,且具备丰富的改性空间,有望成为将来中低温SOFC 电解质材料的首选。     

导电聚合物的导电机理及制备方法

导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个研究领域,因其诱人的应用前景受到广泛重视。导电聚合物材料与对应的无机材料相比,具有成膜性好等优点,但也存在稳定性差等缺陷。如何进行结构设计克服现有的缺点、实现导电聚合物的大规模应用是当前导电聚合物界努力的方向。导电聚合物当前的研究热点是设计和合成结构高度稳定、高荧光量子效率和高电荷载流子迁移率的共轭聚合物序的导电聚合。