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KAIST研究人员延长SOFC使用寿命

时间:2018-02-24 07:45:38来源:中国氢能源网(翻译)

  据外国媒体报道:燃料电池是关键的未来能源技术,正在成为环保和可再生能源。其中,由陶瓷材料构成的固体氧化物燃料电池(SOFC)由于将诸如生物质,LNGLPG的各种形式的燃料直接转化为电能的能力而受到越来越多的关注。

KAIST的研究人员描述了一种新技术,通过在催化剂中添加少量的金属元素,有效提高电极材料的化学稳定性,延长了电池的使用寿命。

KAIST Researchers Maximize Lifespan of Fuel Cells Using Small Amount of Metals

决定固体氧化物燃料电池性能的核心因素是发生氧还原反应的阴极。通常,在阴极中使用具有钙钛矿结构的氧化物(ABO3)。然而,尽管钙钛矿氧化物在初始操作中具有高性能,但其性能随时间而下降,限制了其长期使用。特别是阴极运行所需的高温氧化态的条件导致表面偏析现象,其中氧化锶(SrOx)等第二相在氧化物表面积累,导致电极性能下降。

https://fuelcellsworks.com/content/uploads/KAIST_Extend_Life_of_Fuel_Cells.jpg

利用计算化学和实验数据,材料科学与工程系的WooChul Jung教授团队观察到,钙钛矿电极晶格中Sr原子周围的局部压缩状态减弱了Sr-O键强度,从而促进了锶的分离。该小组发现钙钛矿氧化物中应变分布的局部变化是锶表面分离的主要原因。基于这些发现,该团队在氧化物中掺入不同尺寸的金属以控制阴极材料中的晶格应变程度,并有效地抑制锶偏析。Jung教授表示,这项技术可以通过在材料合成过程中添加少量的金属原子来实现,而不需要任何额外的工艺。这项技术将在未来开发高耐用的钙钛矿氧化物电极。

研究成果由首尔大学化学工程系Jung教授和Jeong Woo Han教授共同主持,被选为能源与环境科学2018年第一期的封面。

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