燃料電池按電解質(zhì)的類型可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)五大類。目前市場出貨類型以質(zhì)子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池為主。
固體氧化物燃料電池,是一種采用電化學反應發(fā)電的裝置,無卡諾循環(huán),其效率遠高于其他發(fā)電設(shè)備,主要產(chǎn)物是CO2和水。
SOFC具備發(fā)電效率高(自身發(fā)電效率接近60%,與熱氣輪機聯(lián)用效率可達80%以上)、熱電聯(lián)供效率高(余熱溫度高400°C-600°C、熱電聯(lián)供效率90%以上)、節(jié)約水資源(傳統(tǒng)發(fā)電用水量的2%)、綠色環(huán)保、易于模塊化組裝、燃料選用范圍廣(可使用天然氣、煤制氣、生物質(zhì)氣、甲醇等),且不需要貴金屬催化劑,適應性強,是一種具有很高應用前景的燃料電池。
SOFC電池的組成主要是由電解質(zhì)、陽極、陰極、連接體等構(gòu)成。其中電解質(zhì)材料是電池的核心,一般采氧化物陶瓷制作。氧化物電池是通過高溫電阻爐進行燒結(jié)而成的。陽極材料傳統(tǒng)使用鉑金材料,目前主要以金屬陶瓷為研究方向。陰極材料主要是多孔的電子導電薄膜。傳統(tǒng)的材料為金屬鉑 ,近期發(fā)展的是摻雜氧化物陶瓷—LaMnO3 。作為 SOFC的陰極材料,大量的實驗證明,La1-xSr xMnO3是首選的陰極材料。
1、氧化物陶瓷大多在氧氣氣氛中燒結(jié),也可采用在真空或氫氣氣氛中燒結(jié)。用戶可根據(jù)燒結(jié)的實際情況選用箱式電阻爐、隧道式燒結(jié)爐或推板窯。
大型箱式馬弗爐,在空氣中進行燒結(jié),蓄熱能力好
可控氣氛的箱式氣氛爐,可抽低真空、通保護氣體、氧氣等
2、金屬化陶瓷
金屬化陶瓷成型多采用半干壓法,也有采用冷等靜壓的。燒結(jié)可在氫氣、氬氣或真空中進行,也有采用熱壓燒結(jié)熱等靜壓燒結(jié)和氣氛壓力燒結(jié)法。
氣壓爐,主要通過氬氣進行氣壓燒結(jié),壓力9.8Mpa,最高工作溫度達1900℃
真空熱壓爐,最高工作溫度2200℃,壓力200T
真空燒結(jié)爐,可通氫氣,最高溫度2300℃,金屬屏,潔凈無污染
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