SOFC封接材料和封接技术

本文综述了国内外固体氧化物燃料电池(SOFC)用封接材料和封接技术的发展现状及趋势。指出各种封接方式的优缺点及其在不同国家、地区的发展情况。并根据SOFC的要求、技术特点以及我国的资源优势,提出合理有效的封接材料及封接方式,以促进SOFC在我国的发展。     

SOFC/MGT混合发电系统变工况控制模式及性能分析

以220kW的SOFC/MGT混合发电系统为研究对象,建立了相应的数学模型,分析了不同控制模式对混合发电系统变工况性能的影响.结果表明:对于220kW的SOFC/MGT混合发电系统,在单独SOFC燃料控制模式(Case 1)下,系统的稳定负荷必须大于70%;在变转速控制模式(Case 2)下,系统的稳定负荷必须大于77%;而在定转速恒定电池温度的控制模式(Case3)下,系统最低负荷可以低到59%.在相同负荷条件下,Case 2对应的系统效率最高,Case 1对应的系统效率最低.为保证混合发电系统的高效率,并扩大混合发电系统的运行范围,提出了一种新的控制模式,可以使得混合发电系统最低负荷达到45%,而系统效率始终保持在56.4%以上.     

纳米级钇稳定氧化锆的制备与电性能表征

以共沸蒸馏过程辅助的化学方法制备了纳米级的钇稳定氧化锆（YSZ）粉体,结果表明共沸蒸馏的方法有效地实现了沉淀的完全脱水,从而阻上了颗粒间的硬团聚,X射线衍射研究指出共沉淀物转变为方立相的最低温度为600度,X射线衍射谱和高分辨透射电镜照片均显示在600度下灼烧得到的粉体的粒径为6nm,而由BET比表面积测定计算所得到的粉体粒径则为11nm,从而确定团聚为软团聚,YSZ样片在1500度下烧结5h得到相对密度为94．8％的烧结体,以交流阻抗谱技术研究在空气和氩气气氛中材料的电导率,在9000度空气气氛下测得的电导率为056S.cm^-1,而在氩气气氛下可达到0067S.cm^-1显著高于用单纯共沉淀法制备的YSZ样片的电导率（0．009S.cm^-1)以用Plaster casting法制备的电导率（0.028S.cm^-1）,而电导活化能为0．88－0．89eV,较文献报导值低。     

技术情报地图——专利地图与学术情报的结合

专利地图仅仅是对专利技术的分析,缺乏了技术中很重要的学术研究部分.在专利地图的基础上,增加了学术论文的相关信息,将两者数据整合,从时间、空间、竞争对手、技术分布等角度进行分析,最后制作出技术情报地图,很好地弥补了专利地图在技术上的不完整性,展现出更全面的技术情报信息,也为企业提供了更好的决策支持.     

改进的阶梯电压方法研究LSM-YSZ阴极的极化活化

改进的阶梯电压测试方法用来测试用LSM-YSZ作为阴极的NiO-YSZ阳极支撑SOFC的性能,从电池开路电压开始测试,电压台阶为0.1 V,在每一个电压台阶保持的时间为30 min,在OCV-1V结束测试.对每一个电压台阶的电流密度和功率密度曲线进行线性拟合,拟合曲线的斜率表示了在此电位下电流通过电池时对电池的活化作用.选择电池在OCV-0.7 V恒压条件活化电池,通过10 h活化后,电池在700 ℃的最大功率密度由活化前的184 mW/cm^2提高到326 mV/cm^2.     

以氢气和煤气为燃料的管式固体氧化物燃料电池的电性能

用改进注浆法制得相对密度为 ９６０％ 的钇稳定化氧化锆（ Ｙ Ｓ Ｚ）电解质致密薄管, 组装成固体氧化物燃料电池, 分别以氢气和煤气为燃料, 空气为氧化剂, 考察 ５００～８５０ ℃温度范围内的伏安特性和功率与电流特性． 结果表明, 改进注浆法可制备出合用的 Ｙ Ｓ Ｚ 电解质致密管, 以氢气为燃料的电池性能明显高于以煤气为燃料的电池性能     

中温固体氧化物燃料电池电解质YSZ薄膜的低温制备和性能表征

考察了少量氧化钴对YSZ粉体烧结性能的影响。结果发现,YSZ粉体中添加0.5 mol%氧化钴后,YSZ电解质1 200℃即可烧结致密,比未掺杂时降低了200℃。利用空气喷涂法制备的添加氧化钴的YSZ薄膜在1 280℃制作的单电池,在800℃时OCV和最大输出功率分别为1.02 V和353 mW/cm2,结果表明薄膜已经完全致密。     

Pr掺杂对Ce0.87Sm0.13O2-δ结构及电性能的影响

采用溶胶 凝胶法合成Ce_0.87Sm_0.13-xPr_xO_2-δ(x=0.00, 0.01, 0.02)氧化物, 通过X射线衍射、 拉曼光谱、 场发射扫描电镜对氧化物进行结构表征, 利用交流阻抗谱测试电性能, 并讨论 了掺杂Pr对Ce_0.87Sm_0.13O_2-δ微观结构和电性能的影响. 结果表 明, 掺入少量Pr³⁺可减少或消除晶粒表面和晶界处的坑痕或孔隙, 增加材料的致密 性, 从而降低材料的晶界电阻和电极界面电阻以及晶界电阻在总电阻中所占的比例, 提高了材料的电导率.     

固体燃料电池复相电极电导的阻抗网络模拟

利用计算机随机地确定网络中每个节点由Ni微粒或YSZ微粒占据,可以将固体氧化物燃料电池Ni/YSZ阳极模拟成一个阻抗网络.对随机生成的阻抗网络的电导进行理论计算,得到Ni微粒的体积分数与阻抗网络的电导率的关系,并将计算得到的结果与实验值进行比较分析.