磁控溅射技术在固体氧化物燃料电池中的应用
2017-08-22武卫明张长松侯绍刚
电源技术 2017年7期
关键词:界面
武卫明,张长松,阎 冬,郑 勇,侯绍刚
(安阳工学院化学与环境工程学院,河南安阳455000)
磁控溅射技术在固体氧化物燃料电池中的应用
武卫明,张长松,阎 冬,郑 勇,侯绍刚
(安阳工学院化学与环境工程学院,河南安阳455000)
综述了磁控溅射技术在固体氧化物燃料电池(SOFCs)中应用的研究进展。基于SOFCs中的不同组件,磁控溅射技术在SOFCs中的应用主要分为四个部分:磁控溅射技术在电解质隔层、电解质薄膜、连接体、电极制备中的应用。磁控溅射技术利用其独特的特点,克服了SOFCs相邻组件在制备过程中的元素扩散和界面反应,成功解决了电解质与电极、电极与连接体等相邻组件间的化学相容性差的问题,并且能够在较低温度下制备出与基底结合良好的具有不同微观结构和性质的薄膜,显著减少了SOFCs的欧姆电阻与极化电阻,提高了电池中低温性能,为提高SOFCs中低温性能和长期稳定性,从而实现产业化应用提供了新的思路。
固体氧化物燃料电池;磁控溅射;元素扩散
固体氧化物燃料电池(SOFCs)是燃料电池中的一种,为全固态结构,能够高效、清洁地将燃料中的化学能转化为电能,转换效率高达44%~60%,相较于其他种类的燃料电池,SOFCs不仅可以以H2为燃料,还可以以CO、CH4以及长链烷烃为燃料,生成的高温水蒸气、二氧化碳可以提供高质量的热能[1],其基本原理如图1所示。但SOFCs需要在高温(800~1 000℃)下运行,必须采用昂贵的连接体材料且密封困难,同时由于电极与电解质以及连接体之间的元素扩散均能够导致电池性能衰减,因此,需要开发中低温的SOFCs,以降低成本、提高电池可靠性和稳定性[1]。……
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