钇稳定氧化锆广泛用于制做固体氧化物燃料电池
日期:2020-09-30 14:57
固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell,简称SOFC)属于第三代燃料电池,是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高速、高率、环保地转化成电能的全固态化学发电装置。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。
SOFC系统中有2个构件:阳极和电解质。这两者都可以选择钇稳定纳米氧化锆(YttriaStabilizedZirconia,YSZ)。
一、钇稳定纳米氧化锆用在SOFC系统中的阳极
SOFC反应中包括燃料或氧气(通常是空气)、电解质(固体或液体)和电极3种物质的接触,三相接触是燃料电池设计的关键技术之一。SOFC的关键技术体现在电池构件的材料选择方面,SOFC系统中阳极支撑体采用摩尔分数8%的氧化钇(Y2O3)掺杂于氧化锆陶瓷(厚度1mm),阳极功能层为10~20m厚度的NiO+YSZ薄膜。电池专用钇稳定纳米氧化锆(UG-R30Y8)是应用于固体氧化物燃料电池中的理想材料。
二、钇稳定纳米氧化锆用在SOFC系统中的电解质
SOFC电解质的常用材料是氧化锆,但纯氧化锆在1000℃时电导率很低,为10-7Scm-1,接近于绝缘物质,氧离子导电性很差,一般采用掺杂的办法来提高其导电性,一般是用氧化钇掺杂的氧化锆提高其导电能力。钇稳定纳米氧化锆(UG-R3