固体氧化物燃料电池核心技术获突破

2010-12-24 09:04 来源: 科学时报
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  哈尔滨工业大学科研人员完成的“中温固体氧化物燃料电池的集成研发”项目日前通过鉴定。专家组认为,该项目独立开发出的“流延共烧结技术”实现了我国在固体氧化物燃料电池大面积电池基片制备核心技术方面的突破,单体电池的功率及功率密度等方面技术达到国际先进水平。

  固体氧化物燃料电池是通过电化学反应将燃料的化学能直接转化为电能的电化学装置,被称作第四代燃料电池。与传统热机相比,固体氧化物燃料电池具有能量转化效率高(可达50%~80%)、燃料适用性广(氢气、一氧化碳、氨气、天然气等多种碳氢燃料)、环境污染小、全固态、模块化、成本低、节能减排等优点,发电效率可达60%以上,进行热电联供后效率可达80%以上。

  项目组成员介绍,目前,制约燃料电池发展的主要瓶颈是其成本和使用寿命,针对这一难题,科研小组在孙克宁教授指导下利用所设计的复合电极和梯度电极的结构,成功制备出高性能复合阴极,增大了三相界面的长度,大大减缓界面突变引起的性能损失;构造了抗积碳的新型固体氧化物燃料电池阳极材料;开发出的“流延共烧结技术”具有工艺流程简单、成本低廉、耗能低和易于批量生产等特点;采用“流延法共烧结技术”组装了尺寸100毫米×100毫米的单体电池,同时将以前1000℃以上才能发电的工作环境温度降低到750℃,避免了电极烧结导致衰减快、电极与电解质界面发生反应、电池组件热膨胀特性不匹配、金属连接材料腐蚀等常见问题。研究成果发表在国际知名期刊《电化学通讯》、《电化学学报》、《电源技术》等杂志上,并获得授权国家发明专利5项。

  据了解,固体氧化物燃料电池可以应用到固定式电站、分布式电站、移动式发电系统、电子产品等方面,应用前景广阔。