ZrO2/TiO2/ZrO2 + TiO2三种添加剂对CaO-BaO-SiO2-B2O3封接玻璃析晶及抗折强度的影响
2018-09-13罗凌虹刘亮光王乐莹吴也凡
陶瓷学报 2018年4期
罗凌虹,刘亮光,王乐莹,程 亮,徐 序,吴也凡
(景德镇陶瓷大学,江西省燃料电池材料与器件重点实验室,江西 景德镇 333000)
0 引 言
中温型固体氧化物燃料电池(Intermediate Temperatures Solide Oxide Fuel Cell,IT-SOFC)是一种能够在600-800 ℃温度下直接将碳氢化合物化学能通过电化学反应转变为电能的清洁能源转换装置[1-2]。SOFC正处在全球商业化的前沿,目前最为普遍的燃料电池设计方式为管式与平板式。然而,管式设计由于其在电极平面上具有相对长的电流路径,从而会引起大量的阻抗损耗。而相较于管式设计,平板式设计是将电堆设计成由连接板和阳极-电解质-阴极结构相互结合的平面结构重复单元,通过直接改善电流路径以获得更高的功率密度而备受关注[3-4]。目前平板电池设计面临着一个极大的挑战,即有效的封接,平板电池在运行过程中必须确保SOFC元件间良好的密封性,防止在高温条件下燃气与空气混合,因为任何的泄露将会导致局部的过热或者直接爆炸[5]。
近几年来,国内外基本上都对刚性封接材料的玻璃、微晶玻璃封接材料的研究十分关注,因为玻璃/微晶玻璃封接材料具有成本低、材料易得、封接操作简便等优点[6-8],其中,研究较多的是CaOBaO-SiO2-B2O3体系,原因在于BaO的存在能极大地提高玻璃的膨胀系数,对燃料电池进行良好的封接[9-11]。综合分析国内外的研究者对SOFC封接玻璃材料的研究,在BaO-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃体系内,将5wt.% TiO2、ZrO2作为晶核剂的作用,从而促进玻璃析晶的文章报道很多[12-13]。然而对于低含量的TiO2、ZrO2在玻璃内对玻璃……
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