固體氧化物燃料電池核心技術(shù)獲突破

哈爾濱工業(yè)大學科研人員完成的“中溫固體氧化物燃料電池的集成研發(fā)”項目日前通過鑒定。專家組認為，該項目獨立開發(fā)出的“流延共燒結(jié)技術(shù)”實現(xiàn)了我國在固體氧化物燃料電池大面積電池基片制備核心技術(shù)方面的突破，單體電池的功率及功率密度等方面技術(shù)達到國際先進水平。

固體氧化物燃料電池是通過電化學反應將燃料的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學裝置，被稱作第四代燃料電池。與傳統(tǒng)熱機相比，固體氧化物燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化效率高（可達50%～80%）、燃料適用性廣（氫氣、一氧化碳、氨氣、天然氣等多種碳氫燃料）、環(huán)境污染小、全固態(tài)、模塊化、成本低、節(jié)能減排等優(yōu)點，發(fā)電效率可達60%以上，進行熱電聯(lián)供后效率可達80%以上。

項目組成員介紹，目前，制約燃料電池發(fā)展的主要瓶頸是其成本和使用壽命，針對這一難題，科研小組在孫克寧教授指導下利用所設(shè)計的復合電極和梯度電極的結(jié)構(gòu)，成功制備出高性能復合陰極，增大了三相界面的長度，大大減緩界面突變引起的性能損失；構(gòu)造了抗積碳的新型固體氧化物燃料電池陽極材料；開發(fā)出的“流延共燒結(jié)技術(shù)”具有工藝流程簡單、成本低廉、耗能低和易于批量生產(chǎn)等特點；采用“流延法共燒結(jié)技術(shù)”組裝了尺寸100毫米×100毫米的單體電池，同時將以前1000℃以上才能發(fā)電的工作環(huán)境溫度降低到750℃，避免了電極燒結(jié)導致衰減快、電極與電解質(zhì)界面發(fā)生反應、電池組件熱膨脹特性不匹配、金屬連接材料腐蝕等常見問題。研究成果發(fā)表在國際知名期刊《電化學通訊》、《電化學學報》、《電源技術(shù)》等雜志上，并獲得授權(quán)國家發(fā)明專利5項。

據(jù)了解，固體氧化物燃料電池可以應用到固定式電站、分布式電站、移動式發(fā)電系統(tǒng)、電子產(chǎn)品等方面，應用前景廣闊。