SOFC简介(固体燃料电池).pptVIP

奥地利，Vienna(维也纳) 2009 11 日本，Nara（奈良） 2007 10 加拿大,Quebec City 231 2005 9 法国，巴黎 172 2003 8 Japan, Tsukuba(筑波) 127 2001 7 USA, Hawaii(夏威夷) 137 1999 6 德国，Aachen(亚琛) 149 1997 5 Japan,横滨 1995 4 USA, Hawaii(夏威夷) 1993 3 Greece, 雅典 1991 2 USA, Florida(福罗里达) 1989 1 召开地点 总文章 召开时间 届次 SOFC国际会议 中国科学院上海硅酸盐研究所 中国科学院材料所 中国科技大学 大连化物所 清华大学 哈尔滨工业大学 SOFC发展现状 国内SOFC研究 34 通过多年的科研攻关，成功开发出多层膜“共流延-共烧结”技术，制备出 平整的大面积（10cm×10cm、11cm×11cm）基板。 使我国成为世界上少数掌握该技术的国家之一。 支撑体 多 层 流 延 功能层 电解质 10cm×10cm 11cm×11cm B 解决方法 阳极/电解质“共流延共烧结” 技术 35 大尺寸单体电池组装 发明了BCAS微晶玻璃密封材料 授权专利(ZL200410013582.3) 基础研究成果推动SOFC制备及组装技术的发展 1.2 SOFC概述 SOFC工作原理及分类 SOFC发展历史 SOFC发展现状 SOFC发展规划 我国发展规划 2010年国家高技术研究发展计划—— 我国高技术研究发展的一项战略性计划，以解决事关国家长远发 展和国家安全的战略性、前沿性和前瞻性高技术问题为核心，以 培育战略性新兴产业为主线，积极抢占高技术发展的前沿制高 点，大力培育引领未来发展的战略性新兴产业生长点。 燃料电池与分布式发电系统关键技术 总体目标： 我国发展规划 主要研究内容 我国发展规划 国家重点基础研究发展计划：是以国家重大 需求为导向，对我国未来发展和科学技术进 步具有战略性、前瞻性、全局性和带动性的 基础研究发展计划，主要支持面向国家重大 战略需求的基础研究重点领域。 碳基燃料固体氧化物燃料电池体系基础研究 总体目标：针对国家在能源结构调整、化石 燃料高效洁净利用等方面的重大需求，发展 新概念、新设计、新体系和新方法，建立高 效率、低成本、稳定可靠的碳基燃料SOFC 相关理论体系。 我国发展规划 研究内容： 揭示SOFC关键材料体系中电子、离子的输 运规律和界面的演变过程； 明确碳基燃料的电催化机理； 深刻认识从电极反应到电堆系统的温场、流 场、电场、应力场等物理场的多尺度多场耦 合规律； 设计和优化电堆结构及工作参数； 实现系统的高效率、低成本和稳定可靠的演 示运行。 SOFC的发展背景及研究意义 SOFC概述 SOFC的组成及关键材料 主要内容 电解质 阳极 阴极 连接体 封接材料 1.3 SOFC的组成及关键材料 电解质材料的特性 高的离子电导率 ； 高的离子迁移数 ； 良好的结构稳定性 ； 良好的化学稳定性 ； 与其他电池元件良好的热膨胀匹配性 ； 良好的气密性 。 最成功：氧化钇稳定的氧化锆(yttria-stabilized zirconia, YSZ)， 其它：氧化铈(CeO2)基电解质材料(DCO)、氧化铋(Bi2O3)基电 解质材料和镓酸镧(LaGaO3)基电解质材料 掺杂稳定结构 纯氧化锆有多种晶型 850- 1150℃ ZrO2单斜 室温相 比重5.31 四方ZrO2 高温相 比重5.72 掺杂后的氧化锆也有单斜、四方固溶体相，另外还形成一个室温下稳定的萤 石结构的立方固溶体（a=510pm）。立方固溶体相是最好的传导相。 离子电导 掺杂后由于空位增多，其电导率明显改善。掺杂氧化锆的的电导情况 如下表： 组成 负离子空位％ 1000℃电导（scm-1） Ea(ev) ZrO2·12mol% CaO 6.0 0.055 1.1 ZrO2·９mol% Y2O3 4.1 0.12 0.8 ZrO2·10mol% Sm2O3 ZrO2·８mol% Y2O3 ZrO2·10mol% Sc2O3 4.5 0.058 0.95 3.7 0.088 0.75 4.