SOFC單電池設(shè)計(jì)與等離子噴涂制造若干技術(shù)的研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種將燃料氣體的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置。由于其能量轉(zhuǎn)換率高、比能量高、效率高、無污染、原料可以連續(xù)供給、全固態(tài)結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為21世紀(jì)新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而,由于SOFC制造成本高、周期長、能量低和使役壽命短等問題,嚴(yán)重阻礙了SOFC產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
　　在幾屆科研人員的不懈努力下,本實(shí)驗(yàn)室已實(shí)現(xiàn)了平板和瓦楞式SOFC三合一電極PEN制造以及連續(xù)梯度功能材料PEN部件的制造,本論文在此基

2、礎(chǔ)上開展了SOFC單電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、封接與連接板保護(hù)涂層設(shè)計(jì)、核心電極的混相噴涂制備與分析等研究工作。主要研究內(nèi)容及結(jié)論包括:
　　針對SOFC能量較低的問題,分別設(shè)計(jì)了平板和瓦楞式SOFC單電池結(jié)構(gòu),以期通過增加電化學(xué)有效活性面來提高SOFC的輸出能量。為避免電池堆中電池單元之間的內(nèi)阻增加,利用良導(dǎo)體-SUS430鐵素體不銹鋼作為連接板材料,并用數(shù)控加工技術(shù)制造了平板式SOFC單電池的連接板。為了防止合金連接板高溫氧化和接觸界面間

3、的元素?cái)U(kuò)散,提高SOFC運(yùn)行壽命,以Ni/YSZ和LSCF作為保護(hù)涂層材料,采用等離子噴涂工藝制備了連接板保護(hù)涂層。
　　密封材料是保證SOFC穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部件之一。本論文選取微晶玻璃TF-5、TF-6以及密封膠等作為密封材料,通過封接實(shí)驗(yàn)分析了更有利于SOFC穩(wěn)定運(yùn)行的封接材料的選取和封接途徑。
　　本論文集成大氣與液相等離子噴涂、機(jī)器人數(shù)字化成形技術(shù)的不同優(yōu)勢,采用混相等離子噴涂技術(shù)制備SOFC的關(guān)鍵核心部件PEN。研