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上海应物所高温固体氧化物燃料电池和电解池研究取得系列进展（图）
固体氧化物 燃料电池 电解池
2024/4/25
作为最有前途的发电和存储系统之一，可逆高温固体氧化物燃料电池与电解池是核能综合利用的关键研究内容，可结合核能等可再生能源实现高效地电-氢转化，具有低碳、灵活、高效等特点，为未来的能源需求提供清洁和可持续的解决方案。2024年4月25日，中国科学院上海应用物理研究所能源材料与化学研究部在高温固体氧化物燃料电池与电解池方面取得了系列进展，相关成果陆续发表在Small Structure、Small M...
本发明公开了一种催化剂在中温固体氧化物燃料电池阴极中的应用，催化剂的活性成份是Ce1-xMxO2-δ(M＝Fe，Co，Mn，Cu，Zr，Nb，Mo；x＝0.05-0.5)；此催化剂具有很高催化氧还原的活性，主要用于修饰LSM-YSZ复合阴极，修饰后电池的性能得到了很大的提高。
本发明涉及固体氧化物燃料电池阴极材料，由尖晶石型氧化物材料与氧离子电导材料粉末组成，其中尖晶石型氧化物材料粉末的质量占阴极材料总质量的10％～100％，氧离子电导材料粉末为余量。所述阴极材料的制备方法，首先，制备尖晶石型氧化物材料和氧离子电导材料粉末；然后，将上述的尖晶石型氧化物材料和上述氧离子电导材料粉末混合，研磨，并配成电极浆料；最后，将上述的电极浆料刮涂在电解质层上，干燥后，在900℃～11...
本专利提供一种共合成固体氧化物燃料电池复合阴极材料的方法，该方法将所需的复合阴极原驱体材料一起溶解得一澄清溶液体系，将反应试剂加入该体系中，调节pH值使反应试剂完全溶解，加热反应蒸水得透明溶胶，将该溶胶移至电炉上加热燃烧后得复合物初粉，高温焙烧后该粉体材料具有钙钛矿和立方萤石相，是混合离子电子导体，颗粒细且均匀，比表面积大。用作固体氧化物燃料电池阴极，其作为电化学活性位的三相界面多且均匀分布于整个...
本专利提供一种共合成固体氧化物燃料电池复合阴极材料的方法，该方法将所需的复合阴极原驱体材料一起溶解得一澄清溶液体系，将反应试剂加入该体系中，调节pH值使反应试剂完全溶解，加热反应蒸水得透明溶胶，将该溶胶移至电炉上加热燃烧后得复合物初粉，高温焙烧后该粉体材料具有钙钛矿和立方萤石相，是混合离子电子导体，颗粒细且均匀，比表面积大。用作固体氧化物燃料电池阴极，其作为电化学活性位的三相界面多且均匀分布于整个...
本发明公开了一种催化剂在中温固体氧化物燃料电池阴极中的应用，催化剂的活性成份是Ce1-xMxO2-δ(M＝Fe，Co，Mn，Cu，Zr，Nb，Mo；x＝0.05-0.5)；此催化剂具有很高催化氧还原的活性，主要用于修饰LSM-YSZ复合阴极，修饰后电池的性能得到了很大的提高。
本发明涉及一种高电导率固体氧化物燃料电池抗高温氧化柔性连接部件，通过在合金网状体或泡沫状体表面涂覆涂层材料，构成抗高温氧化保护涂层，同时具有较好的导电性能，制备成的在高温氧化气氛下具有高电导率柔性连接部件，得到的连接部件即具有较高的电导率，又具有高温抗氧化能力。表面涂覆的涂层中含钙钛矿结构、尖晶石结构、萤石结构或金红石结构的氧化物中的一种或二种以上，且其中至少一种氧化物在500-900°C具有1S...
本发明提供一种低温烧结制备固体氧化物燃料电池复合阴极的方法。该方法采用柠檬酸铵法共合成的复合阴极材料初粉配制浆料，涂敷到阳极电解质二合一组件上，低温900～1000℃烧结成电池阴极。该复合阴极同时具有钙钛矿和立方萤石相，是混合离子电子导体，颗粒大小均匀，比表面积大，其作为电化学活性位的三相界面多且均匀分布于整个阴极体相，电池性能高于传统机械混合阴极，并且电池能够稳定运行。
一种固体氧化物燃料电池控制装置及控制方法，属于燃料电池控制技术领域。其特征在于，装置由电堆子系统、气体供给子系统、负载子系统及仪器仪表控制子系统组成。在上位机编写控制软件，定义装置状态并规定操作步骤，实现装置独立发电各操作流程控制。可进行控制参数、故障判定参数及系统参数在线修改。控制参数包括自动控制中启动关闭流程的可编程参数表格设定，正常运行流程的温度控制目标、调节量设定，手动控制中气体供给量设定...
本发明涉及一种固体氧化物燃料电池装置的热管理方法，特别涉及燃料电池装置独立发电过程中负载改变的热管理方法。其特征在于，是一种迭代的自适应控制方法，由初始化模块、参数采集模块、当前装置运转状态判断模块、控制逻辑生成模块、控制量计算模块、控制量下载模块及参数设定模块组成。当前装置运转状态判断模块，根据预设电堆温度及燃烧室温度区间进行判断；控制逻辑生成模块，根据之前及当前装置状态进行逻辑推导；控制量计算...
本发明公开了一种扁管型固体氧化物燃料电池组，包括二个以上扁管型燃料电池单元，扁管型燃料电池单元通过板状合金连接部件相连。所述板状合金连接部件的基材是含Cr的Fe基或Ni基合金，表面涂覆有抑制合金高温氧化和Cr污染的导电涂层。在板状合金连接部件上设置有能与扁管型电池单元两侧弧形表面相配合的弧形凹槽或折弯曲面。形成电池组时，所述弧形凹槽或折弯曲面与燃料电池单元配合形成独立的气体流道，并固定燃料电池单元...
本发明公开了三元催化剂在固体氧化物燃料电池三元复合阴极中的应用，催化剂的活性成份是Ce1-x-yMxNyO2-δ(M=Mn，Fe，Co，Cu；N=Zr，Sm，Gd，La，Pr；x=0.05-0.5；y=0.05-0.5)；此催化剂具有很高的催化氧还原活性，主要是修饰LSM-YSZ形成三元复合阴极，得到的三元复合阴极具有很高的氧还原活性和稳定性。
本发明提供了一种长期稳定性好、热膨胀系数可调、与电池元件化学相容性好的中低温固体氧化物燃料电池用密封材料，其组成为（60~100wt%）玻璃相和（0~40wt%）陶瓷相。其中玻璃相选用低硼、无钡体系，晶化温度高于电池的工作温度（600~800℃），在使用时不会发生持续的析晶，热稳定性好。陶瓷相选用膨胀系数介于9~16×10-6K-1之间的金属氧化物、金属复合氧化物、硅酸盐、硅铝酸盐中的至少一种，与...
本发明公开了一种固体氧化物燃料电池复合电解质薄膜，包含有氧化锆基电解质薄膜与氧化铈基电解质薄膜，其中氧化锆基电解质薄膜沉积在阳极基底上，能够有效的隔绝电子电导，氧化铈基电解质薄膜沉积在氧化锆基电解质薄膜上，能够有效的隔绝阴极与氧化锆基电解质薄膜的化学反应与元素扩散，且能够改善阴极/电解质界面的接触性能；该复合电解质薄膜均采用磁控溅射的方法制备，避免了氧化锆基与氧化铈基电解质的反应；该复合电解质薄膜...
本发明公开了一种扁管型固体氧化物燃料电池的连接部件及其应用。所述连接部件由长方形板状合金基材和基材表面涂覆的、可抑制合金高温氧化的保护涂层构成。合金基材是含Cr的Fe基或Ni基合金，合金基材上设置有：（1）至少一个方向的气体流道以及能将气体导入扁管间狭小空间的气体导入结构；（2）分别与燃料电池单元上的外部电极和陶瓷连接体进行电连接的两组集电平面；（3）与扁管型电池单元两侧弧形表面相配合的、用于固定...