中國粉體網(wǎng)訊  固體氧化物燃料電池 (SOFC) 因其更高的燃料效率、更少的毒性產(chǎn)物、全固態(tài)結(jié)構(gòu)和高溫操作的特性而被認(rèn)為是一種有前途的環(huán)境友好型能源裝置，且在能量轉(zhuǎn)換技術(shù)中逐漸被廣泛應(yīng)用。但與其他燃料電池技術(shù)相比，SOFC工作溫度高，需要較長時(shí)間才能達(dá)到臨界工作溫度并發(fā)揮供能作用，啟動(dòng)時(shí)間較長。此外，SOFC的高溫運(yùn)行會(huì)對(duì)周圍產(chǎn)生很大影響，因此需要良好熱屏蔽，導(dǎo)致系統(tǒng)質(zhì)量增加。

金屬支撐固體氧化物燃料電池（MS-SOFC）具有機(jī)械性能好、易于密封、優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能、體積緊湊和制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，可將傳統(tǒng)SOFC的啟動(dòng)時(shí)間縮短到數(shù)十min乃至數(shù)min，承受過千次的冷熱啟動(dòng)頻次，有望與間歇性的光伏和風(fēng)電實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能與發(fā)電的良好匹配。

但SOFC支撐體由陶瓷支撐體轉(zhuǎn)化為金屬時(shí)，雖然帶來熱啟動(dòng)速度快、抗熱震性好等優(yōu)勢(shì)，但對(duì)其制備技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的SOFC制備方法主要通過流延、噴霧、浸漬、電解沉積或絲網(wǎng)印刷的方法在支撐體表面覆蓋電極及電解質(zhì)粉末或粉末前驅(qū)體，隨后高溫?zé)Y(jié)形成多孔或致密結(jié)構(gòu)。這種方法在制備MS-SOFC極容易出現(xiàn)界面反應(yīng)和材料不穩(wěn)定等問題。

如何在多孔金屬支撐體上制備出致密的電解質(zhì)層是限制MS-SOFC技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。2024年8月13日，中國粉體網(wǎng)將在濟(jì)南舉辦“2024固體氧化物燃料電池（SOFC）關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)”，屆時(shí)，來自西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的李成新教授將帶來《面向金屬支撐的SOFC可在1050℃下燒結(jié)致密的電解質(zhì)材料體系及與其匹配的電極材料研究》的報(bào)告，報(bào)告綜述了多孔金屬支撐體的材料設(shè)計(jì)及表面抗氧化涂層的防護(hù)策略、可在小于1050℃燒結(jié)致密的陶瓷電解質(zhì)材料體系以及與金屬支撐SOFC/SOEC相匹配的電極材料研發(fā)進(jìn)展，并報(bào)告了金屬支撐SOFC的電池性能。

專家簡介：

李成新，西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃氫能領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)首席，教育部儲(chǔ)能材料與器件教育部工程研究中心副主任（2022），陜西省中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才（2019），山東省泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才（2022）�，F(xiàn)兼任中國硅酸鹽學(xué)會(huì)固態(tài)離子學(xué)分會(huì)委員，中國能源研究會(huì)燃料電池專業(yè)委員會(huì)委員。20多年來一直聚焦防護(hù)涂層與功能涂層的基礎(chǔ)研究，有關(guān)固體氧化物燃料電池的應(yīng)用研究發(fā)表論文200余篇，引用9500余次，申請(qǐng)發(fā)明專利30余項(xiàng)。

參考來源：高圓，李成新等《金屬支撐固體氧化物燃料電池技術(shù)進(jìn)展》

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）

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