【正文】 究與發(fā)展 ,2020, 24(3):3639 【 5】 孟廣耀 .開發(fā)陶瓷膜燃料電池 (CMFC)人有可為 .電池 .2020, 32(3):142145 【 6】 遲克彬，李方偉，李影輝等 .固體氧化物燃料電池研究進(jìn)展 .天然氣化工， 2020. 【 7】 陸大虹，孫公權(quán) .我國燃料電池發(fā)展概況 .電源技術(shù) .1998, 22(4):182 184 【 8】 畢道治 .中國燃料電池的發(fā)展 .電源技術(shù) .2020, 24(2):103一 107 【 9】 衣寶廉 .燃料電池現(xiàn)狀與未來 .Chinese Journal of Power ,22(5):216222 【 10】 李楊，魏敦崧 , 潘衛(wèi)國 .燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景 .能源技術(shù) .2020. 【 11】 隋升，顧軍，李光強(qiáng)等 ,磷酸燃料電池 (PAFC)進(jìn)展電源技術(shù) .2020, 24(1):4953 【 12】 隋升，顧軍，李光強(qiáng)等 .燃料電池電極用多孔碳板 .東北大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 ).2020. 【 13】 劉旭俐，馬峻鋒，劉文化等，固體氧化物燃料電池材料的研究進(jìn)展，硅酸酸鹽通報 .2020 【 14】 黃 振中，中國的燃料電池技術(shù)世界科技研究與發(fā)展 2020, 24 (3):3639 【 15】 陸大虹，孫公權(quán)，我國燃料電池發(fā)展概況 .電源技術(shù) .1998, 22 (4):182 1 【 16】 畢道治 .中國燃料電池的發(fā)展 .電源技術(shù) .2020, 24 (2):103一 107 【 17】 李楊，潘衛(wèi)國 .燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景 .能源技術(shù) .2020,2 2( 4): 1 58 161 【 18】 劉江，呂咭，劉巍等．固相法合成中溫固體電解質(zhì) LaBiA1O和 LaBiAlZnO系列材料 [J]．中國稀土學(xué)報， 1999， 17(1)： 83—85． 【 19】 邵忠寶，牛 盾，張高麗，等．溶膠一凝膠法合成 Lao． 7Sr03MnO3[J]．東北大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 )1999， 20(2)： 220—221． 【 20】 劉旭俐，馬峻鋒，劉文化等，固體氧化物燃料電池材料的研究進(jìn)展，硅酸酸鹽通報 .2020 【 21】 梁麗萍，高蔭本，陳誦英．固體氧化物燃料電池與陶瓷材料 [J]．材料科學(xué)與工程，1997， 15(4)： 9—14． 【 22】 邵忠寶，牛盾，張高麗，等．溶膠一凝膠法合成 Lao． 7Sr03MnO3[J]．東北大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 )1999， 20(2)： 220—221． 畢業(yè) (設(shè)計 )論文 第 19 頁 19 【 23】 郭曉燕，鄭文君，孟廣耀．固體氧化物燃料 電池的研究進(jìn)展 [J]．功能材料， 2020，31(1) 【 24】 杜曉波，黃喜強(qiáng)，劉志國，等．雙摻雜鈣鈦礦型復(fù)合氧化物 L矗 o sro， Co。它可以把燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，而不受卡諾熱機(jī)效率的限制。經(jīng)過堿性燃料電池，磷酸燃料電池，熔融碳酸鹽燃料電池的發(fā)展階 段，目前國際公認(rèn)固體氧化物燃料電池 (SOFC)更具有突出優(yōu)點(diǎn)，稱為第四代燃料電池。是目前以碳基化合物 (如天然氣 )為燃料的燃料電池中發(fā)電效率最高的一種，其一次發(fā)電效率就達(dá)到 65％以上?？梢允褂脷錃?、甲烷氣、水煤氣、液化石油氣等氣體作為燃料，還可以使用甲醇、乙醇，甚至汽油、柴油等高碳鏈的液體作燃料。由于 SOFC的操作溫度在 5001000OC之間，優(yōu)質(zhì)的余熱可以用于熱電聯(lián)供，可以推動微型渦輪機(jī)發(fā)電，也可 以供熱，實(shí)現(xiàn)電、熱聯(lián)供，這樣總的發(fā)電效率可達(dá) 85％以上。 (5)由于 SOFC是全固態(tài)的結(jié)構(gòu)，更合適進(jìn)行模塊化設(shè)計和放大，還避免了液態(tài)電解質(zhì)所帶來的腐蝕等問題。目前已經(jīng)知道的應(yīng)用領(lǐng)域有固定式大型電站、分散式電站、移動式電源、輪船、艦艇等。單體 SOFC的工作電壓一般低于 1伏，為了提高電池的輸出電壓，需要將單體電池串聯(lián)起來，組成電池堆，連接單體電池的連接體材料一方面將單體電池串聯(lián)起來，另一方面還起到分配氣流，將燃料氣和氧化氣輸送到電極參與電極反應(yīng)，這就要求一方面連接體材料具有良好的電子導(dǎo)電性和 畢業(yè) (設(shè)計 )論文 第 24 頁 24 穩(wěn)定性，另一方面還要具有較好的機(jī)械加工性能，便于在連接體材料的表面加工氣體的輸送通道。 連接體在燃料電池系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，因而對連接材料的要求也較為苛刻。這樣連接體上的歐姆損失才會相當(dāng)?shù)匦?，從而使得電池堆的發(fā)電密度和單電池的發(fā)電密度相比沒有明顯的下降。因?yàn)?SOFC的運(yùn)行溫度很高，而且連接體一邊是氧化氣氛的氧氣或空氣，一邊是還原氣氛的燃料氣體，這就要求連接材料要有 很高的化學(xué)穩(wěn)定性。電池運(yùn)行中要避免燃料氣體和氧氣透過連接體而直接反應(yīng)，因?yàn)檫@樣會大大降低電池的開路電壓和發(fā)電效率。這樣才能使由于溫度變化而產(chǎn)生的熱應(yīng)力最小。 (6)要易于制備，并且成本要低，這是 SOFC實(shí)現(xiàn)商業(yè)實(shí)用化的關(guān)鍵。 由于采用在中溫下具有較高電導(dǎo)率的新 型電解質(zhì)材料及傳統(tǒng) YSZ電解質(zhì)的薄膜化工藝， SOFC的工作溫度可降至 800oC以下，則以耐高溫氧化合金材料代替陶瓷材料作為連接體也成為可能。合金材料在 SOFC工作溫度下 (通常高于 800℃ )的氧化幾乎是不可避免的，為了提高其耐高溫氧化性，這樣的合金材料通常都含有 Cr或 Al等作為抗氧化合金組分，在合金表面形成 Cr2O3或 A12O3保護(hù)層，降低合金的氧化速率，盡管 A12O3氧化層的增長速率僅為 Cr2O3的 1／ 10，但由于 A12O3的導(dǎo)電率低而不適 合用作 SOFC連接體材料的抗氧化合金元素。所以在合金連接體材料的選擇上應(yīng)給予較為全面的考察。 Das等人在含 畢業(yè) (設(shè)計 )論文 第 25 頁 25 鉻合金氧化機(jī)理方面作了系統(tǒng)研究，認(rèn)為 Cr氧化后，在合金表面生成一層 Cr2O3保護(hù)層，由于 Cr3+的還原性，被進(jìn)一步氧化為 Cr(VI)， Cr2O3揮發(fā)后，在陰極材料／ YSZ電解質(zhì)界面處凝結(jié)。因此，怎樣抑制合金中 Cr成分的遷移仍是今后合金連接體材料技術(shù)開發(fā)的重要課題。等離子噴涂因具有快速、連續(xù)、價廉等優(yōu)點(diǎn)而廣泛地應(yīng)用于航空、航天、機(jī)械、國防、電力等領(lǐng)域。 等離子噴涂具有一下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）零件變形微?。煌ㄟ^控制噴涂工藝，可以使溫度控制在一個不改變基體金屬的材料學(xué)特性范圍內(nèi)； （ 2）涂層的種類多；由于等離子射流溫度很高，可以將各種噴涂材料加熱到熔融狀態(tài)，因而可供等離子噴涂使用的材料非常廣泛，既可以噴涂低熔點(diǎn)金屬合金，還 可以噴涂各種難熔材料； （ 3）工藝穩(wěn)定，涂層質(zhì)量高；等離子噴涂的工藝參數(shù)都可以定量控制，因而工藝穩(wěn)定，涂層性能再現(xiàn)性好； （ 4）等離子噴涂的零件尺寸不受限制、基體材質(zhì)廣泛、加工余量小、可噴涂強(qiáng)化普通基體材料的零件表面； （ 5）噴涂效率高，適合批量生產(chǎn)，降低成本； （ 6）適合制備功能梯度薄膜； 其缺點(diǎn)是噪音大，粉塵多，強(qiáng)光對人體有害，因而需要注意勞動保護(hù)。 C的平板式 SOFC電池堆，而西門子西屋電力公司在 2020年時已經(jīng)成功開發(fā)出了連續(xù)運(yùn)行兩年、輸出功率為 100kW 、運(yùn)行溫度 1000。該公司還計劃在 2020年實(shí)現(xiàn) 25O～ 1000kW不同功率型號電池堆的商業(yè)化應(yīng)用。合金材料的成本較低，但其長期穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步改善，并且由于中低溫燃料電池其它部件還有許多問題尚未解決，所以實(shí)現(xiàn)其商業(yè)實(shí)用還有大量的研究工作要做。新材料不但應(yīng)該具有高的電導(dǎo)率和與電池其它部件相匹配的熱膨脹率，而且還要在運(yùn)行環(huán)境下有很好的工作性能。 (3)研究新的表面處理與加工技術(shù)。 參考資料 【 l】劉江，呂咭，劉巍等．固相法合成中溫固體電解質(zhì) LaBiA1O和 LaBiAlZnO系列材料 [J]．中國稀土學(xué)報， 1999， 17(1)： 83—85． 【 2】李楊，潘衛(wèi)國 .燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀與 應(yīng)用前景 .能源技術(shù) .2020,2 2( 4): 1 58 161. 【 3】邵忠寶，牛盾，張高麗，等．溶膠一凝膠法合成 Lao． 7Sr03MnO3[J]．東北大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 )1999， 20(2)： 220—221． 【 4】衣寶廉 .燃料電池現(xiàn)狀與未來 .ChineseJo urnalof P owerSo ,2 2( 5) :21622 【 5】劉旭俐，馬峻鋒，劉文化等，固體氧化物燃料電池材料的研究進(jìn)展，硅酸酸鹽通報 .2020 【 6】孟廣耀，開發(fā)陶瓷膜燃料電池 (CMFC)人有可為 .電池 .2020, 32 (3):14214 【 7】遲克彬，李方偉，李影輝等，固體氧化物燃料電池研究進(jìn)展 .天然氣化， 2020 【 8】陸大虹，孫公權(quán)，我國燃料電池發(fā)展概況 .電源技術(shù) .1998, 22 (4):182 1 【 9】 Minh N Q， Takehiko Takahashi． Science and technology of ceramic fuel cell[M]． Tokyo：Elsevier,1995． 165—188． 【 10】 Maiti H S， Chakraborty A， Paria M K． 3rd International Symposium on Solid Oxide 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