科技计划:
成果形式:新工艺、新材料
合作方式:技术转让、技术开发
参与活动:
2023年高校院所走进镇江产学研合作对接活动
第二届江苏产学研合作对接大会
2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动
专利情况:
正在申请 ,其中:发明专利 1 项
已授权专利,其中:发明专利 1 项
成果简介
成果概况
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效环保的发电装置,能够将燃料的化学能直接转化为电能。传统SOFC一般使用Ni-YSZ金属陶瓷作为电池阳极。这种阳极材料,具有催化活性高、电导率高以及机械强度高等优点。然而,这种材料对燃料气体中的杂质敏感度极高,在使用碳氢化合物作燃料时会在Ni颗粒表面形成碳沉积。此外,在还原氧化循环过程中,Ni与NiO之间的互相转换会对阳极结构造成损害,从而导致SOFC性能下降。
近年来对SOFC阳极的研究主要集中于一些不含金属Ni的新型阳极材料。其中,LaCrO3基的钙钛矿型阳极材料由于其在高温下(~1000℃)具有良好的氧化还原稳定性,在SOFC领域得到了广泛的关注和应用。LaCrO3基阳极材料在一些燃料电池的应用中,其电化学性能已经能与传统的Ni-YSZ阳极相当,并且不会发生积碳现象。
但是,现有技术中,LaCrO3基阳极材料在中温区的导电率并不高,以最常见的La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)为例,其在900℃氢气气氛下的电子电导率仅有1.49 S·cm-1,过低的电子电导会导致电极欧姆损耗增大,从而影响SOFC性能。
目前,常用的提高LaCrO3基阳极材料电子电导率的方法是通过浸渍法在多孔的LaCrO3基阳极材料中加入电导率高的金属材料,例如Ag、Cu等。然而,浸渍法存在着一些缺点:首先是此方法繁琐,并且需要多次操作;其次是金属材料的添加量受到限制;最后是通过浸渍法制备到电极多孔层内的金属颗粒与电极颗粒之间的结合强度较差。另一方面,目前由于阳极材料的烧结温度一般高于阴极材料的烧结温度,SOFC电极材料的制备往往需要经过多次煅烧,导致SOFC电极制备过程复杂,制作成本高。
创新要点
本j技术提供了一种燃料电池阳极材料,属于燃料电池领域,其由钙钛矿型阳极前驱粉体与银浆、粘结剂混合制得,燃料电池阳极材料中银浆的含量为20~50 wt%。相较于传统的浸渍法制备阳极材料,该燃料电池阳极材料采用直接混合的方式,操作更为简单,更容易对导电率进行调节。本技术还提供了一种燃料电池及其制备方法,该方法采用上述燃料电池阳极材料,通过混入银浆,降低了阳极材料的烧结温度,使得阳极材料和阴极材料能够在中温区实现共烧结,大大的简化了生产工艺,节约了生产成本。该燃料电池具有使用寿命更长,阳极材料导电率高、结合力强的特点。
主要技术指标
其他说明
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