流延法制备单片式直接碳固体氧化物燃料电池组及其性能研究

论文摘要

本研究针对小型电源应用,提出一种基于单片电解质的直接碳固体氧化物燃料电池组的设计和制备方法。采用流延成型的工艺制备YSZ平板式电解质,通过在生坯上打孔作为电解质两侧电极的电连接通道,在单片电解质平板上制备四节串联的电池组,有效面积为5.6 cm2。采用5 g担载5wt%Fe催化剂的活性炭为燃料,对电池组的输出性能及稳定性进行测试。结果表明:850℃下电池组的开路电压为3.80 V,最大输出功率为1.66 W,对应的功率密度为296 mW×cm–2。同时,测得的四节串联电池组中的第一节单电池的最大输出功率密度为294 mW×cm–2,说明该电池组中各单电池一致性良好。在800℃下,电池组在300 mA的恒电流下放电11 h,放电容量为8.42 W×h,燃料利用率达到了～30%。本研究可以为开发直接碳固体氧化物燃料电池在便携式和分布式电源方面的应用提供参考依据。

论文目录

• 1 实验方法
•   1.1 YSZ电解质流延浆料的制备
•   1.2 打孔YSZ电解质片的制备
•   1.3 电极和活性炭燃料的制备
•   1.4 电池组装及其电化学性能测试
•   1.5 微观结构表征
• 2 结果与讨论
•   2.1 电池的微观结构分析
•   2.2 电化学性能输出结果
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 汪维,苑莉莉,丘倩媛,周明扬,刘美林,刘江

关键词: 固体氧化物燃料电池,单片电池组,碳燃料,流延成型法

来源: 无机材料学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,电力工业

单位: 华南理工大学环境与能源学院新能源研究所广州市能源材料表面化学重点实验室,美国佐治亚理工学院材料科学与工程系

基金: 国家自然科学基金(91745203,U1601207),广东省公共研究与能力建设专项基金(2014A010106008),广东省引进创新创业团队项目(2014ZT05N200)~~

分类号: TM911.4

页码: 509-514

总页数: 6

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