俄開發(fā)固體氧化物燃料電池新工藝

俄羅斯研究人員開發(fā)出用于生產(chǎn)固體氧化物燃料電池的完整技術(shù)循環(huán)，并選擇了有效的制造材料，這些元件是由陶瓷和復(fù)合材料組成的多層結(jié)構(gòu)。論文近日發(fā)表在《應(yīng)用電化學(xué)雜志》上。

維亞特卡州立大學(xué)無機(jī)物質(zhì)和電化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)系主任安東·庫茲明表示，科研人員已開發(fā)出一套形成單一燃料元件所必需的方法和工藝流程，現(xiàn)在可復(fù)制和改變它的主要特性：電阻、功率密度、燃料利用率等等。在第一階段，通過注塑成型，獲得了多孔軸承金屬陶瓷管（它們充當(dāng)陽極）。通過浸入特別選擇的懸浮液組合物中，將薄層電解質(zhì)和電極材料涂抹到現(xiàn)成的基底上。每一層施加后，進(jìn)行多級(jí)熱處理。

庫茲明表示，總共有六級(jí)這樣的層。層的各種參數(shù)可以改變，如材料成分、粉末尺寸、懸浮液黏度、溫度和燃燒時(shí)間，以取得最佳操作參數(shù)。這種方法使獲得具有最大功率的單個(gè)固體氧化物燃料電池元件成為可能。此外，在研究過程中，還獲得了新的電極材料。例如，陽極集電層復(fù)合材料的電阻是標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)產(chǎn)品的一半。這將允許在未來增加單個(gè)固體氧化物燃料電池的尺寸并減少它們的開關(guān)損耗。

研究人員解釋說，所開發(fā)的陽極功能層材料的生產(chǎn)率提高了10%，并且在使用各種碳?xì)浠衔锶剂匣虬睍r(shí)可能特別有效。一般來說，與已知類似物相比，新材料的使用將顯著提高燃料電池的比功率、重量和尺寸特性。最困難的任務(wù)是從單一的實(shí)驗(yàn)室樣品過渡到成熟的工業(yè)產(chǎn)品原型。研究人員正在努力尋找能夠?qū)⒓夹g(shù)引入大規(guī)模生產(chǎn)的解決方案，其中包括經(jīng)濟(jì)可行性方案。