
《固体氧化物燃料电池技术》作者拟以自身的视角来观察和体会SOFC材料、单电池、电堆结构和测试方法,总结其中一些有趣的现象和规律,并对必要的理论基础加以简要的说明,以便帮助读者以不太枯燥的方式尽快地掌握SOFC技术的相关要点,并领略其魅力。
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《固体氧化物燃料电池技术》由王绍荣、叶晓峰编著,武汉大学出版社出版。
目录
1燃料电池
1.1燃料电池的基本原理
1.2燃料电池的家族成员
1.3燃料电池的优势
1.4SOFC的魅力
2能量转化的方向性原则
2.1热力学第一定律回顾
2.2热力学第二定律回顾
2.3SOFC的可逆电动势
2.4直接碳SOFC的可能性分析
2.5热力学计算的更便捷方法
3能量转化的速率
3.1线性变化与非线性变化
3.2能量消耗的本质
3.3SOFC电堆中的能量损耗
3.4SOFC系统中的能量损耗
3.5SOFC系统效率分析案例
4电解质与氧空位
4.1氧化锆系电解质
4.2氧化铈系电解质
4.3镓酸镧系电解质
4.4高温质子导体电解质
4.5基于氧化铈电解质的电池效率分析案例
5电解质膜(片)的制备
5.1电解质片的干法压制
5.2电解质膜的湿法流延
5.3电解质膜的其他成型方法
5.4烧结的一般规律
5.5烧结助剂
5.6烧结的温度制度
5.7阳极支撑型电解质膜的制备案例
6阴极材料体扩散和表面交换
6.1LSM
6.2钻酸盐
6.3其他钙钛矿结构氧化物
6.4层状钙钛矿结构氧化物
6.5双钙钛矿结构氧化物
6.6氧表面交换系数和体扩散系数的测量
7阴极活性位的控制技术
7.1三相界面控制技巧
7.2阴极支撑管式电池制备案例
8阳极材料的研究重点
8.1活性层阳极
8.2支撑层阳极
8.3新型阳极材料
8.4应用于SOFC的燃料
9测试技术
9.1原材料的分析测试
9.2电极极化测试
9.3单电池的测试
9.4电堆的测试
10电堆技术
10.1平板型SOFC,不平凡的平面
10.2密封,千里之堤溃于蚁穴
10.3电堆的寿命,界面的化学问题
11SOFC发电系统技术
11.1SOFC发电系统类型简介
11.2SOFC发电系统原理与技术指标简介
11.3SOFC发电系统组成与部件
11.4SOFC发电系统研发与产业化发展
11.5SOFC发电系统成本分析与未来展望
参考文献
后记
文摘
版权页:
实验证明,电池的电化学性能与电极的组分及微观结构有很大关系。如图7—3所示,纯的LSM基体呈现多孔结构(图7—3(a)),这有利于ESB前驱体溶液的浸渍渗透,从而形成复合阴极。当对LSM基体进行ESB前驱体溶液浸渍之后,可以清楚地看到有球形的小颗粒在LSM的基体中出现(图7—3(b)),但纳米级的ESB粒子基本上是离散地附着在LSM基体内部,没有形成连续的ESB氧离子传输通道。当ESB的浸渍量达到40%时,ESB粒子可以彼此相互连接(图7—3(c)),从而在LSM多孔结构内部形成一个与之附着交叉的氧离子传输通道。这种附着在LSM基体内部的ESB纳米颗粒可以大大增加复合阴极的三相界面,为复合阴极的电化学反应提供更多的活性区域。然而,当ESB的含量进一步增加到60%后,ESB粒子就附着在LSM基体的内部形成一个连续的附着层,如图7—3(b)所示。由于ESB具有良好的烧结活性,导致附着层的ESB粒子烧结在一起,阻挡了氧气与LSM相的接触,这样反而使复合阴极的三相界面减少,不利于电化学反应的顺利进行(或导致阴极极化电阻的增加)。
占忠亮等通过流延法制备多孔LSGM|致密LSGM|多孔LSGM骨架后,再在电池阳极和阴极分别浸渍硝酸镍和阴极材料。研究表明浸渍复合阴极Sm0.5Sr0.5CoO3—δ/Ce0.8Sm0.2O1.9(SSC/SDC)的电池在650℃和550℃时的功率密度分别可达到1.60W/cm2和1.05W/cm2。
虽然浸渍法制备的电极已被证实能够极大地提高电池性能,但该法要求多次浸渍和烧结工序,特别是在要求担载量较高的情况下,制备过程麻烦。如在LSM阴极上浸渍体积百分比为37%的GDC,浸渍次数需达6次。而对于较厚的多孔电极,毛细管作用力也可能使金属盐溶液的浸渍困难。此外,目前对浸渍法制备的复合电极的长期稳定性的研究较少。大多数浸渍都只研究实验室规模的电池,性能的检测也是采用小尺寸电池,因此浸渍法能否用于大电池及大规模批量生产,目前来说还是个未知数。
ISBN | 9787307162235 |
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出版社 | 武汉大学出版社 |
作者 | 王绍荣 |
尺寸 | 16 |