燃料電池及其前景(完整版)
【正文】 固體氧化物燃料電池（SOFC）是一種新型發(fā)電裝置，其高效率、無(wú)污染、全固態(tài)結(jié)構(gòu)和對(duì)多種燃料氣體的廣泛適應(yīng)性等，是其廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。 但在另一方面，由于SOFC所用的陶瓷材料非常穩(wěn)定，可以用在9501000℃范圍內(nèi)，所以SOFC裝置在抗老化性能上更具優(yōu)越性。(5)較高的運(yùn)行溫度也為排熱提供了更多的靈活性。此外，高溫型燃料電池還具有以下特點(diǎn)：(1)不需要使用貴金屬來(lái)催化電化學(xué)反應(yīng)。表1簡(jiǎn)要地列出了各種類型燃料電池的性能?！菊咳剂想姵鼐哂蟹峭瑢こ５男阅埽弘娦士蛇_(dá)60％以上，而且可以在帶著部分負(fù)荷運(yùn)行的情況下進(jìn)行維修，除了有低比率碳氧化物排放外幾乎沒(méi)有任何有害的排放物。中溫型和高溫型燃料電池適于用在靜止式裝置上，而低溫型燃料電池對(duì)于靜止裝置和移動(dòng)式裝置都適用。一般情況下使用陶瓷材料。在電效率達(dá)60％或更高水平的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中可限制廢熱排放，而在單循環(huán)下則會(huì)排放出更多的熱量。到目前為止，所有的長(zhǎng)期電池試驗(yàn)和正在運(yùn)行的試驗(yàn)性機(jī)組都表明SOFC型裝置的使用壽命可以達(dá)到7000080000h，是MCFC型的2倍。 管狀SOFC 目前管狀結(jié)構(gòu)單電池已經(jīng)運(yùn)行了數(shù)萬(wàn)小時(shí)。陽(yáng)極、電解質(zhì)、陰極薄膜組成單體電池，兩邊帶槽的連接體連接相鄰陰極和陽(yáng)極，并在兩側(cè)提供氣體通道，同時(shí)隔開(kāi)兩種氣體?！ OFC主要包括電解質(zhì)和兩個(gè)電極。事實(shí)上，SOFC可用于發(fā)電、熱電回用、交通、空間宇航和其他許多領(lǐng)域，被稱為21世紀(jì)的綠色能源。某些電化學(xué)反應(yīng)必須使用質(zhì)子導(dǎo)體材料。其主要意義還在于對(duì)我們今后進(jìn)行的電池的設(shè)計(jì)，給予了有益的啟發(fā)。如果使用對(duì)稱電極，電池的性能將會(huì)如何？這就值得研究。 研究質(zhì)子傳導(dǎo)的機(jī)理并開(kāi)發(fā)在中溫下具有足夠電導(dǎo)率的質(zhì)子導(dǎo)體?！ ⌒揎桽OFC的其他部件，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳化，以配合燃料電池的中溫操作；開(kāi)發(fā)中溫條件下有一定活性同時(shí)與電解質(zhì)在性能上相匹配的電極材料；改善電極的微結(jié)構(gòu)。在外電路，從陽(yáng)極到陰極的電子流產(chǎn)生直流電。 資料來(lái)源：彭蘇萍等，物理 2004 33（2） 90～94：固體氧化物燃料電池 管狀結(jié)構(gòu)SOFC是最早發(fā)展的一種形式，也是目前較為成熟的一種形式。在陰極一側(cè)持續(xù)通人氧氣或空氣，具有多孔結(jié)構(gòu)的陰極表面吸附氧，由于陰極本身的催化作用，使得O2得到電子變?yōu)镺2，在化學(xué)勢(shì)的作用下，O2進(jìn)入起電解質(zhì)作用的固體氧離子導(dǎo)體，由于濃度梯度引起擴(kuò)散，最終到達(dá)固體電解質(zhì)與陽(yáng)極的界面，與燃料氣體發(fā)生反應(yīng)，失去的電子通過(guò)外電路回到陰極。 目前在MCFC開(kāi)發(fā)上占有主導(dǎo)地位的是美國(guó)的FuelCellEnerg
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