中科院寧波材料所電池性能取得全面提升

    鋰電世界  固體氧化物燃料電池作為一種高效的能量轉(zhuǎn)化裝置，其成功應(yīng)用將有效地節(jié)約能源和降低能源利用過程中環(huán)境污染物的排放，對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。電池系統(tǒng)工作溫度的降低可加快商品化的步伐，而其關(guān)鍵在于開發(fā)高性能的陰極材料。

    目前已長(zhǎng)期廣泛使用且技術(shù)上最為成熟的陰極材料是摻鍶的錳酸鑭，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(dǎo)能力, LSM陰極的電極催化局限在三相界面，其電化學(xué)催化活性急劇降低，限制了它在中溫SOFC中的應(yīng)用。而鐵摻雜的鈷酸鑭類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料通過擴(kuò)展TPB或延伸反應(yīng)區(qū)可有效降低活化極化，并且在較低溫度下表現(xiàn)出較好的催化性能，是最具應(yīng)用潛力的陰極材料。

    中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所燃料電池與能源技術(shù)事業(yè)部生產(chǎn)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(duì)電池生產(chǎn)工藝的優(yōu)化以及測(cè)試方式的改進(jìn)，目前在800℃時(shí)，0.8V下的單片電池放電電流可達(dá)到72A，單片電池功率超過57W，功率密度達(dá)到0.88W/cm2，燃料利用率Fu大于62%;在750℃時(shí)，0.75V下的單片電池放電電流可達(dá)到70A，單片電池功率超過50W，功率密度達(dá)到0.8W/cm2，燃料利用率Fu大于50%，電池測(cè)試的有效面積為64cm2。對(duì)電池進(jìn)行了電化學(xué)阻抗測(cè)試，800℃測(cè)試阻抗值為2.300mΩ，750℃為3.453mΩ，數(shù)值均很小，接近理論計(jì)算值，說明電池各層的接觸非常好。