球磨过程对SOFC阳极电化学性能的影响文献综述
2020-05-22 21:11:19
文 献 综 述 1. 固体氧化物燃料电池原理 固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)是复杂的电化学能源转换设备,相比于传统的火力发电系统,具有高转换效率、低排放、零噪音的优势。
[1]被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池(PEMFC)一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。
固体氧化物燃料电池单体主要组成部分由电解质(electrolyte)、阳极或燃料极(anode,fuel electrode)、阴极(cathode,air electrode)和连接体(interconnect)或双极板(bipolar separator)组成。
固体氧化物燃料电池的工作原理与其他燃料电池相同,在原理上相当于水电解的”逆”装置。
[2]其单电池由阳极、阴极和固体氧化物电解质组成,阳极为燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场所,两极都含有加速电极电化学反应的催化剂。
工作时相当于一个直流电源,其阳极即电源负极,阴极为电源正极。
在固体氧化物燃料电池的阳极一侧持续通入燃料气,例如:氢气、甲烷、城市煤气等,具有催化作用的阳极表面吸附燃料气体,并通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面[3]。
在阴极一侧持续通人氧气或空气,具有多孔结构的阴极表面吸附氧,由于阴极本身的催化作用,使得氧气得到电子变为氧离子,在化学势的作用下,氧离子进入起电解质作用的固体氧离子导体,由于浓度梯度引起扩散,最终到达固体电解质与阳极的界面,与燃料气体发生反应,失去的电子通过外电路回到阴极[4]。
2. 阳极性能要求及材料体系 由于阳极材料的选择、微观结构的设计直接影响SOFC的工作特性,而阳极的性能除与其组成有关外,还受其微观结构、温度、制造工艺及电池结构等的强烈影响。
国内外对SOFC阳极材料已展开许多研究工作,并取得丰富的研究成果。
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