釔穩定納米氧化鋯在固體氧化物燃料電池上的應用
日期:2020-10-10 15:27
固體氧化物燃料電池(SolidOxideFuelCell，簡稱SOFC)屬于第三代燃料電池，是一種在中高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高速、高率、環保地轉化成電能的全固態化學發電裝置。被普遍認為是在未來會與質子交換膜燃料電池(PEMFC)一樣得到廣泛普及應用的一種燃料電池。
SOFC系統中有2個構件：陽極和電解質。這兩者都可以選擇釔穩定納米氧化鋯(YttriaStabilizedZirconia,YSZ)。
一、釔穩定納米氧化鋯用在SOFC系統中的陽極
SOFC反應中包括燃料或氧氣(通常是空氣)、電解質(固體或液體)和電極3種物質的接觸，三相接觸是燃料電池設計的關鍵技術之一。SOFC的關鍵技術體現在電池構件的材料選擇方面，SOFC系統中陽極支撐體采用摩爾分數8%的氧化釔（Y2O3）摻雜于氧化鋯陶瓷(厚度1mm)，陽極功能層為10～20m厚度的NiO+YSZ薄膜。電池專用釔穩定納米氧化鋯（UG-R30Y8）是應用于固體氧化物燃料電池中的理想材料。
二、釔穩定納米氧化鋯用在SOFC系統中的電解質
SOFC電解質的常用材料是氧化鋯，但純氧化鋯在1000℃時電導率很低，為10-7Scm-1，接近于絕緣物質，氧離子導電性很差，一般采用摻雜的辦法來提高其導電性，一般是用氧化釔摻雜的氧化鋯提高其導電能力。釔穩定納米氧化鋯（UG-R3