我们的服务符合学术规范和道德
专业 高端让您使用时没有后顾之忧

中国有色冶金2025年第03期:固体氧化物燃料电池电解质材料研究进展

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王亚丽;孙航宇;李晓艳;李明川;付云枫;杜国山;陈宋璇;

单位:中国恩菲工程技术有限公司;

摘要:固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质作为离子传输的重要载体,直接决定着SOFC的运行温度和电化学效率。根据SOFC的运行温度电解质材料分为高温电解质(>850℃)、中温电解质(650~850℃)和低温电解质(<650℃)。氧化钇稳定氧化锆(YSZ)是高温电解质中应用最多的离子传导型电解质,其氧离子电导率偏低,高温运行条件下电池寿命短;氧化钪稳定氧化锆(ScSZ)和LaGaO_3基电解质都适用于中温SOFC,ScSZ电解质因原材料成本较高限制了其商业化应用,LaGaO_3基电解质由多种元素合成制备,容易引入杂质相,进而增大材料内阻;氧化铈基(GeO_2)材料和具有立方萤石型结构的氧化铋(δ-Bi_2O_3)材料在低温环境中具有稳定的离子电导率,然而,这两种材料在氧化还原气氛下易被还原,从而导致SOFC电池内部短路;BaCeO_3基质子传导型电解质的研发尚处于初级阶段,其掺杂改性机理复杂,仍需要进行深入理论分析。未来,降低电解质材料使用温度、稳定电解质材料晶相结构、提高电解质材料离子电导率和降低电解质材料的制备成本是SOFC电解质研究和发展的重要方向。

关键词:固体氧化物燃料电池(SOFC);;电解质;;运行温度;;离子电导率;;晶相结构;;制备成本;;薄膜制备

基金资助:中国恩菲自研项目(YZ2389);; 中国五矿科创基金项目