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镧基钙钛矿材料提高燃料电池性能

作者:周晓晴 来源:数字储能网 发布时间:2014-07-18 浏览:

中国储能网讯:近日,巴斯克地区大学(UPV/EHU) 的科研人员对外公布,他们对镧基钙钛矿陶瓷接触材料在固体氧化物燃料电池(SOFCs)的使用进行了一系列的研究。

与其它燃料电池不同,SOFCs的离子导电电解质有很多优势。UPV/EHU的Kamele Vidal博士说:“这些材料的成本相对比较便宜,对燃料的纯度不敏感,效率比较高。另外,由于构成都是固体状态,这些构成的配置也更加多样化。但是,由于在高温下运行,还是使用了昂贵的电池材料。我们做了很多试验,事实证明改善连接板和阴极之间的接触是生产SOFCs的重大挑战之一。”因此,必须在不降低电池容量的前提下,寻找一种提高各构成连接的新材料。这种材料作为连接板和阴极之间的接触层,在运行高温下必须具有很高的电子导电率、良好的化学和结构稳定性(电池工作温度是600-800℃)。

SOFCs阴极制作流程(图片来源:巴斯克地区大学)

为了能够满足上述要求,UPV/EHU科研小组选择了钙钛矿材料。这种材料的名称主要来源于地壳中一种稀有的矿物质,大多数以晶体结构大量聚集。

科研人员利用钙钛矿设计了燃料电池中的阴极、接触层。Kamele Vidal博士说:“我们发现,钙钛矿材料是很好的电子和离子导体,所以很适合用做电池的接触层和阴极。”

另外,材料的合成温度也很关键,因为引发温度会影响材料的微结构,这对材料的性能至关重要。在众多的合成方法中,最佳的方法是燃烧—作为氧化物的硝酸盐和作为燃料的甘氨酸之间的反应,引发自燃,并且火焰达到很高的温度,最终生成所需的材料。

现在,科研人员已经在燃料电池的基础上制作了样品,但目前面临的主要问题还是成本较高。Kamele Vidal博士认为,他们的方法可以减轻人们对电网和燃油发电的依赖。“(中国储能网独家编译)

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关键字:钙钛矿材料 燃料电池 燃烧 性能

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