固体氧化物燃料电池封接玻璃成分与性能

介绍了燃料电池的基本工作原理、特点和种类,以及一种固体氧化物燃料电池在作者所在大学建筑冷热电联产项目中的应用。

采用高温熔融法制备了用于固体氧化物燃料电池的一系列srco_3-al_2o_3-sio_2(sas)系统玻璃陶瓷材料。通过调节封接材料中的srco_3的含量可以控制玻璃陶瓷的热膨胀性能。结果表明,srco_3含量为19.85mol%的玻璃陶瓷密封胶在25～850℃之间的平均热膨胀系数α为12.52×10~(-6)k~(-1),这与la_(0.8)sr_(0.2)mno_3(lsm)阴极,ysz电解质和fe-cr合金连接体等电池元件之间有良好的热膨胀匹配性。在800～900℃范围内,sas体系密封胶与上述的电池元件有很好的相容性,该密封胶与lsm和ysz电解质等电池材料之间有很好界面接合性,并且在电池的工作温度下有很好的热稳定性,在850℃烧结120h以后其失重率基本不再发生变化,在烧结140h后的失重率仅为0.378%。经放电实验检测,该密封材料的封接性能良好,开路电压为1.03v,放电的最大功率密度为183mw/cm~2。结果表明,srco_3-al_2o_3-sio_2系统玻璃陶瓷密封胶可以作为固体氧化物燃料的封接材料。

铁素体不锈钢因具有诸多优点而成为中温固体氧化物燃料电池(sofc)连接体部件的标准材料。根据sofc的运行环境,综述了连接体在电池堆中所起的作用、性能要求和材料种类。针对用作sofc铁素体不锈钢连接体的活性元素氧化物型、稀土钙钛矿型、尖晶石型和malcryo型4类导电/保护涂层材料,重点论述了其作用机理、主要制备技术及研究进展。

固体氧化物燃料电池(sofc)利用金属陶瓷作阳极材料,具有能量转换效率高、燃料适用性强和无腐蚀等优点,是当今一种先进的能量转换装置。本文分析了固体氧化物燃料电池在电解质和电极材料方面的性能和特点,研究了金属陶瓷阳极材料及sofc单电池的伏安特性和性能,探讨了固体氧化物燃料电池的应用和发展前景。

固态氧化物燃料电池据说可达到80％的高转换效率（氢燃料电池转换效率为50％），并有较广泛的燃料选择，例如氢、天然瓦斯或丙烷（propane）；但是这种电池也较容易因正极堵塞了硫磺（sulfur）或是碳而遭到污染，因此使性能降低。

研究了用于固体氧化物电解池(solidoxideelectrolysiscell,soec)密封材料的ba-ca-si-al体系的基本物理性能,及其与铁素体钢连接体界面稳定性的问题,重点研究该玻璃体系与连接体材料在氧化气氛下的界面反应情况。该体系密封材料的玻璃结晶温度在780℃左右,玻璃软化点约为750℃。在20～700℃内,基础玻璃的热膨胀系数均值为9.25×10~(-6)k~1,能很好满足密封soec的基本要求。在工作温度下,在氧化气氛下烧结3h后没有出现裂纹。在密封玻璃和连接体的界面两侧未发现明显地相互扩散的现象,在界面处没有扩散反应发生;在靠近界面的玻璃中有很多细小的baal_2si_2o_8晶相生成,且随着保温时间的增加,该晶体含量有所增加,其起到了阻止界面两侧元素相互扩散的作用,提高了密封材料与连接体间界面的稳定性。

研究非桥氧含量对固体氧化物电解池用bacaalsi体系玻璃结构变的影响,研究几种bacaalsi玻璃的高温物理性能。首先利用红外光谱分析不同组分对玻璃结构中的键性影响,分析不同成分玻璃中的非桥氧数量的多少。结果发现,随氧硅比的变大,非桥氧的数量随之增加,同时发现玻璃基本物理性能也跟着发生变化,玻璃软化点也随之降低,1、2、3号玻璃软化点分别为752,675,650℃,同时玻璃的高温粘度和表面张力也随之降低,而玻璃的热膨胀系数则增加,其中2、3号玻璃的平均热膨胀系数都超过10.0×10-6k-1。用高温电镜观察玻璃从室温到熔融温度的物性变化规律,发现随碱土金属氧化物的含量增加,玻璃表面平滑点温度也随之降低。

燃料电池课件 (2)

燃料电池课件

陶瓷燃料电池

建立了联合系统的太阳能光伏阵列、燃料电池、电解槽、蓄电池等模块的数学模型,并对每个模块进行matlab/simulink仿真模拟,重点模拟了在1kw光伏条件下,蓄电池、燃料电池以不同功率(0w/1000w,200w/800w,500w/500w,800w/200w,1000w/0w)分配时,输出功率特性以及各个情况下的费用问题,并通过实验进行验证,可知蓄电池、燃料电池按照200w/800w功率分配时,其效率、费用总体优于其他方案。

开发了一种在钢水精炼过程中,向钢包内喷射含钠钙玻璃的芯线,以去除钢中固态氧化物夹杂、硅酸铝夹杂及硫化物夹杂的新工艺。这一精炼工艺有望改善钢的浇铸性能,使浇铸的铸坯表面缺陷最小化,同时也能改善各种用途钢的多项冶金性能,并提高易切削钢再硫化的可切削性。

微晶玻璃的化学组成 微晶玻璃的化学组成包括基础玻璃成分和成核剂两部分.为了满足玻璃的形成和工艺 要求,基础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 等玻璃网络形成体，以【alo6】形式存在的al2o3和zno等玻璃网络中间体及包括碱金属 与碱土金属氧化物在内的玻璃网络调整体。而为了获得无气泡的基础玻璃，通常在基础玻璃 组分中引入一定量的澄清剂（如na2so4/c、sb2o3、na2sif6等）。此外，为了诱导或促 进基础玻璃在热处理过程中的晶核形成，促进玻璃的整体晶化，通常需要引入成核剂。根据 基础玻璃成分，可将微晶玻璃分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼酸盐和磷酸五大系统。 成核剂可以分成三大类：一类是au、ag、cu、pt、ru等贵金属盐类物质，当这里物质与 玻璃配合料一起熔融时，贵金属元

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综述了燃料电池的发展趋势,指出平板型结构的优点。推荐8yzro2电解质的制造工艺和国外典型的封接技术。

为响应国家能源革命；搭载新能源利用的分布式能源技术在建筑领域迅速崛起；燃料电池在汽车领域已经得到大面积推广；在建筑领域的应用还未得到重视；不少发达国家已将燃料电池运用于居住建筑领域；通过国外应用经验可知；微型热电联产设备在市场上有良好的推广空间；通过对燃料电池发展现状进行分析；总结燃料电池发展情况与不足；为后续燃料电池在民用建筑的研究提供参考；

以微机电制程制作微型燃料电池为研究基础,讨论了集电板开孔率、燃料对流方式、以及电池组装时锁紧力对性能之影响。实验结果表明,相同开孔率集电板,电池性能随集电板开孔数增加而提升;强制对流方式的单电池比较适合高电流密度输出使用,而自然对流式电池较适合低电流长时间输出使用;电池组装之锁紧力必须在不使流道结构变型的情况下增加才能有效提升其性能;由于pdms基材有比较少的积水现象,因此pdms基材单电池比硅基材更适合用在自然对流式微型燃料电池上。

氧化物陶瓷经过特殊处理后具有较好的韧性和耐高温等性能,可用在电池模具中。介绍了广州某公司研制的氧化锆制品的主要性能参数;对r03电池的普通合金模与氧化锆陶瓷模的性能进行了对比,指出氧化锆陶瓷模性能优良,具有一定的经济价值。

平板玻璃熔窑氮氧化物污染及治理

燃料电池综合特性实验 【实验背景】燃料电池以氢和氧为燃料，通过电化学反应直接产生电力，能量转换效率高 于燃烧燃料的热机。燃料电池的反应生成物为水，对环境无污染，单位体积氢的储能密度远 高于现有的其它电池。因此它的应用从最早的宇航等特殊领域，到现在人们积极研究将其应 用到电动汽车，手机电池等日常生活的各个方面，各国都投入巨资进行研发。按燃料电池使 用的电解质或燃料类型，可将现在和近期可行的燃料电池分为碱性燃料电池，质子交换膜燃 料电池，直接甲醇燃料电池，磷酸燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池，固体氧化物燃料电池6 种主要类型，本实验研究其中的质子交换膜燃料电池。 能源为人类社会发展提供动力，长期依赖矿物能源使我们面临环境污染之害，资源枯竭 之困。为了人类社会的持续健康发展，各国都致力于研究开发新型能源。未来的能源系统中， 太阳能将作为主要的一次能源替代目前的煤，石

韩国开发出微型燃料电池

叙述了一种实用的燃料电池广义内阻在线测量方法。此方法是一种软测量方法,计算简单,并根据电堆实际运行情况,对模型进行在线校正,因此所获得的广义内阻及其模型包含电堆运行的实时信息,便于对电堆进行实时控制、故障检测和工程电路分析。