固体氧化物燃料电池结构组成
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效能的能源转换设备。
其结构组成包括阴、阳极、电解质和集流板等四个关键部分。
下面我将分别介绍这些部分的作用和组成。
一、阳极
阳极是将燃料(如氢气、天然气、甲烷等)引入该电池的部分。
阳极是由稳定的陶瓷材料制成,以确保其具有良好的耐高温性、化学惰性和导电性。
在SOFC中,阳极的主要功能是将燃料导入电解质层,并在阳极和电解质层之间产生电子。
由于阳极必须保持足够的导电性和化学惰性,因此常常涂覆一层纯金属或合金。
二、电解质
SOFC 的电解质层是一种高温固体堆栈,可以使燃料气体在与氧气的反应中释放能量。
电解质层的特殊设计确保阴、阳极之间的离子(通常是氧离子)在燃料反应中迅速、稳定地传输。
电解质层是通过多种陶瓷材料(如 YSZ / ScSZ / LaCoeO / YDC等)制成的薄膜组成的,厚度只有数微米或更少。
三、阴极
阴极是SOFC中将氧气引入电池的部分。
阴极主要是由稳定的陶瓷材料制成,并涂覆了葡萄糖或稳定的萘基物质,以增加氧气的扩散点。
阴极的主要功能是将氧气引人电解质层,在此过程中,阳极产生的电子与氧气反应,产生电流和水分子。
四、集流板
集流板是介于阴极和阳极之间的部分,并且通常由金属材料制成。
集流板的主要功能是将电或热能从电池输出到负载或系统中。
以上是SOFC的四个主要组成部分。
其它有助于SOFC性能的辅助材料包括导极和膜金属。
当这些组件组装在一起时,它们可以形成由多个单元组成的堆叠结构,最终构成SOFC。
整个SOFC的设计和制造需要高科技的专业知识和技术,因此其成本昂贵。
但是,由于它的高效能和环保特性,SOFC仍然是一种可能的未来能源技术。