寧波材料所電池性能取得全面提升

發布時間：2013-10-10 11:33 原文鏈接：寧波材料所電池性能取得全面提升

　　固體氧化物燃料電池(SOFC)作為一種高效的能量轉化裝置，其成功應用將有效地節約能源和降低能源利用過程中環境污染物的排放，對人類社會的可持續發展意義重大。電池系統工作溫度的降低可加快商品化的步伐，而其關鍵在于開發高性能的陰極材料。

　　目前已長期廣泛使用且技術上最為成熟的陰極材料是摻鍶的錳酸鑭(La1-xSrxMnO3, LSM)，但LSM的最佳使用溫度在850℃，隨著SOFC工作溫度的降低，由于缺乏離子電導能力, LSM陰極的電極催化局限在三相界面(threephase boundary, TPB)，其電化學催化活性急劇降低，限制了它在中溫SOFC中的應用。而鐵摻雜的鈷酸鑭類鈣鈦礦結構材料(La1-xSrxCo1-yFeyO3，LSCF)通過擴展TPB或延伸反應區可有效降低活化極化，并且在較低溫度下表現出較好的催化性能，是最具應用潛力的陰極材料。

　　中科院寧波材料技術與工程研究所燃料電池與能源技術事業部生產的以LSCF為陰極的陽極支撐電池性能最近取得了顯著提高。通過對電池生產工藝的優化以及測試方式的改進，目前在800℃時，0.8V下的單片電池放電電流可達到72A，單片電池功率超過57W，功率密度達到0.88W/cm2，燃料利用率Fu大于62%;在750℃時，0.75V下的單片電池放電電流可達到70A，單片電池功率超過50W，功率密度達到0.8W/cm2，燃料利用率Fu大于50%，電池測試的有效面積為64cm2。對電池進行了電化學阻抗測試，800℃測試阻抗值為2.300mΩ，750℃為3.453mΩ，數值均很小，接近理論計算值，說明電池各層的接觸非常好。具體的電性能曲線可見圖(1)。