固體氧化物燃料電池封接玻璃成分與性能

介紹了燃料電池的基本工作原理、特點(diǎn)和種類,以及一種固體氧化物燃料電池在作者所在大學(xué)建筑冷熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目中的應(yīng)用。

采用高溫熔融法制備了用于固體氧化物燃料電池的一系列srco_3-al_2o_3-sio_2(sas)系統(tǒng)玻璃陶瓷材料。通過調(diào)節(jié)封接材料中的srco_3的含量可以控制玻璃陶瓷的熱膨脹性能。結(jié)果表明,srco_3含量為19.85mol%的玻璃陶瓷密封膠在25～850℃之間的平均熱膨脹系數(shù)α為12.52×10~(-6)k~(-1),這與la_(0.8)sr_(0.2)mno_3(lsm)陰極,ysz電解質(zhì)和fe-cr合金連接體等電池元件之間有良好的熱膨脹匹配性。在800～900℃范圍內(nèi),sas體系密封膠與上述的電池元件有很好的相容性,該密封膠與lsm和ysz電解質(zhì)等電池材料之間有很好界面接合性,并且在電池的工作溫度下有很好的熱穩(wěn)定性,在850℃燒結(jié)120h以后其失重率基本不再發(fā)生變化,在燒結(jié)140h后的失重率僅為0.378%。經(jīng)放電實(shí)驗(yàn)檢測,該密封材料的封接性能良好,開路電壓為1.03v,放電的最大功率密度為183mw/cm~2。結(jié)果表明,srco_3-al_2o_3-sio_2系統(tǒng)玻璃陶瓷密封膠可以作為固體氧化物燃料的封接材料。

鐵素體不銹鋼因具有諸多優(yōu)點(diǎn)而成為中溫固體氧化物燃料電池(sofc)連接體部件的標(biāo)準(zhǔn)材料。根據(jù)sofc的運(yùn)行環(huán)境,綜述了連接體在電池堆中所起的作用、性能要求和材料種類。針對用作sofc鐵素體不銹鋼連接體的活性元素氧化物型、稀土鈣鈦礦型、尖晶石型和malcryo型4類導(dǎo)電/保護(hù)涂層材料,重點(diǎn)論述了其作用機(jī)理、主要制備技術(shù)及研究進(jìn)展。

固體氧化物燃料電池(sofc)利用金屬陶瓷作陽極材料,具有能量轉(zhuǎn)換效率高、燃料適用性強(qiáng)和無腐蝕等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)今一種先進(jìn)的能量轉(zhuǎn)換裝置。本文分析了固體氧化物燃料電池在電解質(zhì)和電極材料方面的性能和特點(diǎn),研究了金屬陶瓷陽極材料及sofc單電池的伏安特性和性能,探討了固體氧化物燃料電池的應(yīng)用和發(fā)展前景。

固態(tài)氧化物燃料電池?fù)?jù)說可達(dá)到80％的高轉(zhuǎn)換效率（氫燃料電池轉(zhuǎn)換效率為50％），并有較廣泛的燃料選擇，例如氫、天然瓦斯或丙烷（propane）；但是這種電池也較容易因正極堵塞了硫磺（sulfur）或是碳而遭到污染，因此使性能降低。

研究了用于固體氧化物電解池(solidoxideelectrolysiscell,soec)密封材料的ba-ca-si-al體系的基本物理性能,及其與鐵素體鋼連接體界面穩(wěn)定性的問題,重點(diǎn)研究該玻璃體系與連接體材料在氧化氣氛下的界面反應(yīng)情況。該體系密封材料的玻璃結(jié)晶溫度在780℃左右,玻璃軟化點(diǎn)約為750℃。在20～700℃內(nèi),基礎(chǔ)玻璃的熱膨脹系數(shù)均值為9.25×10~(-6)k~1,能很好滿足密封soec的基本要求。在工作溫度下,在氧化氣氛下燒結(jié)3h后沒有出現(xiàn)裂紋。在密封玻璃和連接體的界面兩側(cè)未發(fā)現(xiàn)明顯地相互擴(kuò)散的現(xiàn)象,在界面處沒有擴(kuò)散反應(yīng)發(fā)生;在靠近界面的玻璃中有很多細(xì)小的baal_2si_2o_8晶相生成,且隨著保溫時(shí)間的增加,該晶體含量有所增加,其起到了阻止界面兩側(cè)元素相互擴(kuò)散的作用,提高了密封材料與連接體間界面的穩(wěn)定性。

研究非橋氧含量對固體氧化物電解池用bacaalsi體系玻璃結(jié)構(gòu)變的影響,研究幾種bacaalsi玻璃的高溫物理性能。首先利用紅外光譜分析不同組分對玻璃結(jié)構(gòu)中的鍵性影響,分析不同成分玻璃中的非橋氧數(shù)量的多少。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨氧硅比的變大,非橋氧的數(shù)量隨之增加,同時(shí)發(fā)現(xiàn)玻璃基本物理性能也跟著發(fā)生變化,玻璃軟化點(diǎn)也隨之降低,1、2、3號(hào)玻璃軟化點(diǎn)分別為752,675,650℃,同時(shí)玻璃的高溫粘度和表面張力也隨之降低,而玻璃的熱膨脹系數(shù)則增加,其中2、3號(hào)玻璃的平均熱膨脹系數(shù)都超過10.0×10-6k-1。用高溫電鏡觀察玻璃從室溫到熔融溫度的物性變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)隨堿土金屬氧化物的含量增加,玻璃表面平滑點(diǎn)溫度也隨之降低。

燃料電池課件 (2)

燃料電池課件

陶瓷燃料電池

建立了聯(lián)合系統(tǒng)的太陽能光伏陣列、燃料電池、電解槽、蓄電池等模塊的數(shù)學(xué)模型,并對每個(gè)模塊進(jìn)行matlab/simulink仿真模擬,重點(diǎn)模擬了在1kw光伏條件下,蓄電池、燃料電池以不同功率(0w/1000w,200w/800w,500w/500w,800w/200w,1000w/0w)分配時(shí),輸出功率特性以及各個(gè)情況下的費(fèi)用問題,并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,可知蓄電池、燃料電池按照200w/800w功率分配時(shí),其效率、費(fèi)用總體優(yōu)于其他方案。

開發(fā)了一種在鋼水精煉過程中,向鋼包內(nèi)噴射含鈉鈣玻璃的芯線,以去除鋼中固態(tài)氧化物夾雜、硅酸鋁夾雜及硫化物夾雜的新工藝。這一精煉工藝有望改善鋼的澆鑄性能,使?jié)茶T的鑄坯表面缺陷最小化,同時(shí)也能改善各種用途鋼的多項(xiàng)冶金性能,并提高易切削鋼再硫化的可切削性。

微晶玻璃的化學(xué)組成 微晶玻璃的化學(xué)組成包括基礎(chǔ)玻璃成分和成核劑兩部分.為了滿足玻璃的形成和工藝 要求,基礎(chǔ)玻璃成分一般都含有一定量的sio2、b2o3、p2o5和以【alo4】形式存在的al2o3 等玻璃網(wǎng)絡(luò)形成體，以【alo6】形式存在的al2o3和zno等玻璃網(wǎng)絡(luò)中間體及包括堿金屬 與堿土金屬氧化物在內(nèi)的玻璃網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體。而為了獲得無氣泡的基礎(chǔ)玻璃，通常在基礎(chǔ)玻璃 組分中引入一定量的澄清劑（如na2so4/c、sb2o3、na2sif6等）。此外，為了誘導(dǎo)或促 進(jìn)基礎(chǔ)玻璃在熱處理過程中的晶核形成，促進(jìn)玻璃的整體晶化，通常需要引入成核劑。根據(jù) 基礎(chǔ)玻璃成分，可將微晶玻璃分為硅酸鹽、鋁硅酸鹽、硼硅酸鹽、硼酸鹽和磷酸五大系統(tǒng)。 成核劑可以分成三大類：一類是au、ag、cu、pt、ru等貴金屬鹽類物質(zhì)，當(dāng)這里物質(zhì)與 玻璃配合料一起熔融時(shí)，貴金屬元

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綜述了燃料電池的發(fā)展趨勢,指出平板型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。推薦8yzro2電解質(zhì)的制造工藝和國外典型的封接技術(shù)。

為響應(yīng)國家能源革命；搭載新能源利用的分布式能源技術(shù)在建筑領(lǐng)域迅速崛起；燃料電池在汽車領(lǐng)域已經(jīng)得到大面積推廣；在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用還未得到重視；不少發(fā)達(dá)國家已將燃料電池運(yùn)用于居住建筑領(lǐng)域；通過國外應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可知；微型熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備在市場上有良好的推廣空間；通過對燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析；總結(jié)燃料電池發(fā)展情況與不足；為后續(xù)燃料電池在民用建筑的研究提供參考；

以微機(jī)電制程制作微型燃料電池為研究基礎(chǔ),討論了集電板開孔率、燃料對流方式、以及電池組裝時(shí)鎖緊力對性能之影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相同開孔率集電板,電池性能隨集電板開孔數(shù)增加而提升;強(qiáng)制對流方式的單電池比較適合高電流密度輸出使用,而自然對流式電池較適合低電流長時(shí)間輸出使用;電池組裝之鎖緊力必須在不使流道結(jié)構(gòu)變型的情況下增加才能有效提升其性能;由于pdms基材有比較少的積水現(xiàn)象,因此pdms基材單電池比硅基材更適合用在自然對流式微型燃料電池上。

氧化物陶瓷經(jīng)過特殊處理后具有較好的韌性和耐高溫等性能,可用在電池模具中。介紹了廣州某公司研制的氧化鋯制品的主要性能參數(shù);對r03電池的普通合金模與氧化鋯陶瓷模的性能進(jìn)行了對比,指出氧化鋯陶瓷模性能優(yōu)良,具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

平板玻璃熔窯氮氧化物污染及治理

燃料電池綜合特性實(shí)驗(yàn) 【實(shí)驗(yàn)背景】燃料電池以氫和氧為燃料，通過電化學(xué)反應(yīng)直接產(chǎn)生電力，能量轉(zhuǎn)換效率高 于燃燒燃料的熱機(jī)。燃料電池的反應(yīng)生成物為水，對環(huán)境無污染，單位體積氫的儲(chǔ)能密度遠(yuǎn) 高于現(xiàn)有的其它電池。因此它的應(yīng)用從最早的宇航等特殊領(lǐng)域，到現(xiàn)在人們積極研究將其應(yīng) 用到電動(dòng)汽車，手機(jī)電池等日常生活的各個(gè)方面，各國都投入巨資進(jìn)行研發(fā)。按燃料電池使 用的電解質(zhì)或燃料類型，可將現(xiàn)在和近期可行的燃料電池分為堿性燃料電池，質(zhì)子交換膜燃 料電池，直接甲醇燃料電池，磷酸燃料電池，熔融碳酸鹽燃料電池，固體氧化物燃料電池6 種主要類型，本實(shí)驗(yàn)研究其中的質(zhì)子交換膜燃料電池。 能源為人類社會(huì)發(fā)展提供動(dòng)力，長期依賴礦物能源使我們面臨環(huán)境污染之害，資源枯竭 之困。為了人類社會(huì)的持續(xù)健康發(fā)展，各國都致力于研究開發(fā)新型能源。未來的能源系統(tǒng)中， 太陽能將作為主要的一次能源替代目前的煤，石

韓國開發(fā)出微型燃料電池

敘述了一種實(shí)用的燃料電池廣義內(nèi)阻在線測量方法。此方法是一種軟測量方法,計(jì)算簡單,并根據(jù)電堆實(shí)際運(yùn)行情況,對模型進(jìn)行在線校正,因此所獲得的廣義內(nèi)阻及其模型包含電堆運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息,便于對電堆進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、故障檢測和工程電路分析。