科研训练心得体会130623102李泽辉

发布时间：2016-12-06 10:04:37 来源：文档文库

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科研训练心得体会

130623102 李泽辉

在过去的一周中，我们小组对固体氧化物燃料电池双钙钛矿阴极材料Ln Ba Co Fe O5+δ(Ln = Pr, Nd; PBCF, NBCF)可行性与优化做了一系列的实验。

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)是一种完全固态装置，它使用一种可传导氧离子的陶瓷材料作为电解质[[4]。由于只需要两种相(气相和固相)，所以原理比其他任何一种燃料电池都要简单。SOFC不会有PAFC和MCFC电池所面临的电解质腐蚀问题，而很高的工作温度也意味着不需要贵金属做催化剂，而且排出的高质量余热既可用于取暖也可与蒸汽轮机联用循环发电，可以提高能量利用综合效率(由60%提高到80%}。

SOFC被普遍认为是当前时代发展条件下最具应用开发前景的新能源技术之一，同时也被认为是最有效率的发电系统，适用于大型发电站及其它工业应用，如交通、军事等，目前世界各国下大力量投入开展这方面的研究工作。

按照几何结构特征，目前，SOFC单电池通常采用的结构类型有管型和平板型，由于两种电池结构各自有不同的特点，因而应用范围也不同【1,2,41。管状SOFC是最早发展的，也是目前最成熟的一种。从内到外由多孔支撑管、空气电极、固体电解质薄膜及金属陶瓷构成，通常采用挤压成型、电化学气相沉积(EVD)、喷涂等方法制备，然后经高温烧结而成，燃料与空气之间不需要密封，所以即使在10000C下工作也能够稳定地运转。其突出优点是易于密封和放大及实现电池堆的集成化设计，但不足之处是功率密度较低。在大管SOFC方面，西门子一西屋动力公司(Siemens-Westinghouse Power Corporation)已组装成多种型号的大型

示范性电站(>100kW)，成功运行一万小时以上。平板型SOFC是由空气电极/固体电解质(如YSZ)/燃料电极烧结成一体，组成“三合一”结构(positive electrolyte negativeplate } PEN，然后由平板状单电池和双极连接板层压制而成。由于其制作工艺简单、成本较低，同时功率密度高而成为SOFC的发展趋势。目前在这方面研究的公司和实验室较多。德国西门子公司已开发出了SkW, 7.2kW的平板型SOFC模块。但这种电池主要的缺点是:电池堆密封困难、抗热循环性能差，不易做成大尺寸的单电池。

SOFC单电池的PEN的结构设计可分为两大类，外支撑结构和自支撑结构。在外支撑结构中，薄层构成的单电池制备在多孔基板或连接体上在自支撑结构中，电池组元中最厚的一层被作为电池的支撑体。因此，自支撑结构设计又可以分为电解质(eleotrolyte supported)支撑和电极(阳极或阴极)支撑(eleotrode supported)。传统的高温(操作温度900-10000C ) YSZ电解质SOFC，一般采用电解质支撑设计。中低温C 8000C以下)SOFC一般采用电极支撑的薄膜电解质设计。