日本細川Micron公司的研發(fā)子公司細川粉體技術研究所(總部:大阪府枚方市),現(xiàn)已開發(fā)出Ni-SDC類新型燃料極,可在600℃以下的低溫條件下正常工作。該公司目前主要進行固體氧化物燃料電池(SOFC)電極材料方面的研發(fā)工作。
SOFC具有一個特征,就是運行溫度通常高達800~1000℃。過去存在著多個急待解決的課題,比如,起動時間長,大約需要一天時間;結構元件和材料在高溫下會發(fā)生老化;使用的是高價陶瓷材料等。
此次的成果將SOFC的運行溫度大幅降低至600℃以下,不僅可縮短起動時間,還能提高可靠性。另外,還可擴大使用材料的選擇范圍,可使用低價金屬材料將有助于降低成本。
納米粒子專業(yè)研究機構細川粉體技術研究所過去一直在開發(fā)自主的機械化學結合(MCB)技術等。對于燃料電池開發(fā),自成立之初就將目標鎖定到了頗具前途的SOFC領域上,專心致力于提高SOFC性能的研究。2003年2月,運用MCB技術,完成了對燃料極等納米粒子分散結構的優(yōu)化,從而實現(xiàn)了700℃的低溫運行特性。
此次,在電極材料中使用了活性與導電性均比氧化釔穩(wěn)定氧鋯(YSZ)類材料高的SDC(釤摻雜的氧化鈰)類材料,并通過運用MCB技術,成功地完成了對Ni-SDC類燃料極的高級結構控制。以Ni-SDC類燃料極為底板的SDC薄膜電解質(zhì)的支承膜型單元在600℃下工作時,與過去的高性能標準單元(Ni-YSZ類燃料極/YSZ/LSCF)在700℃下工作時相比,維持了同樣的發(fā)電性能。
通常情況下,在對構成電極的粒子進行微細化時,分散粒子的過程極為困難,而且在制作電極時還會產(chǎn)生鎳(NiO)粒子生長的問題。通過運用該公司自主的納米粒子技術,解決了作為電極構成材料的NiO粒子與SDC粒子的納米級微細化與高分散化的二極背反問題。與此同時,通過對多孔結構進行優(yōu)化控制,成功地實現(xiàn)了對Ni-SDC燃料極的高級結構控制。由此,不使提高了電極反應活性,同時還提高了低溫條件下的電極性能。
此次成果有一部分是在日本NEDO(新能源與產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構)于本年度開始的“陶瓷反應器開發(fā)項目”中實現(xiàn)的。該項目以日本產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所的中部中心為主導,是一個由多家陶瓷廠商參加的項目(2005年~2009年),其目的是實現(xiàn)汽車輔助電源(APU)和小型及便攜電源等新一代SOFC。此次成果有一部分將在1月25日~27日于東京BigSight國際會展中心舉辦的“FC-EXPO 2006”展會上發(fā)表。
SOFC具有一個特征,就是運行溫度通常高達800~1000℃。過去存在著多個急待解決的課題,比如,起動時間長,大約需要一天時間;結構元件和材料在高溫下會發(fā)生老化;使用的是高價陶瓷材料等。
此次的成果將SOFC的運行溫度大幅降低至600℃以下,不僅可縮短起動時間,還能提高可靠性。另外,還可擴大使用材料的選擇范圍,可使用低價金屬材料將有助于降低成本。
納米粒子專業(yè)研究機構細川粉體技術研究所過去一直在開發(fā)自主的機械化學結合(MCB)技術等。對于燃料電池開發(fā),自成立之初就將目標鎖定到了頗具前途的SOFC領域上,專心致力于提高SOFC性能的研究。2003年2月,運用MCB技術,完成了對燃料極等納米粒子分散結構的優(yōu)化,從而實現(xiàn)了700℃的低溫運行特性。
此次,在電極材料中使用了活性與導電性均比氧化釔穩(wěn)定氧鋯(YSZ)類材料高的SDC(釤摻雜的氧化鈰)類材料,并通過運用MCB技術,成功地完成了對Ni-SDC類燃料極的高級結構控制。以Ni-SDC類燃料極為底板的SDC薄膜電解質(zhì)的支承膜型單元在600℃下工作時,與過去的高性能標準單元(Ni-YSZ類燃料極/YSZ/LSCF)在700℃下工作時相比,維持了同樣的發(fā)電性能。
通常情況下,在對構成電極的粒子進行微細化時,分散粒子的過程極為困難,而且在制作電極時還會產(chǎn)生鎳(NiO)粒子生長的問題。通過運用該公司自主的納米粒子技術,解決了作為電極構成材料的NiO粒子與SDC粒子的納米級微細化與高分散化的二極背反問題。與此同時,通過對多孔結構進行優(yōu)化控制,成功地實現(xiàn)了對Ni-SDC燃料極的高級結構控制。由此,不使提高了電極反應活性,同時還提高了低溫條件下的電極性能。
此次成果有一部分是在日本NEDO(新能源與產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構)于本年度開始的“陶瓷反應器開發(fā)項目”中實現(xiàn)的。該項目以日本產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所的中部中心為主導,是一個由多家陶瓷廠商參加的項目(2005年~2009年),其目的是實現(xiàn)汽車輔助電源(APU)和小型及便攜電源等新一代SOFC。此次成果有一部分將在1月25日~27日于東京BigSight國際會展中心舉辦的“FC-EXPO 2006”展會上發(fā)表。