今天從哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲悉,由該校孫克寧教授及其科研團隊完成的“中溫固體氧化物燃料電池的集成研發(fā)”項目在燃料電池研究方面獲得突破。在黑龍江省科技廳日前組織的成果鑒定中,專家組認為,該項目獨立開發(fā)出的“流延共燒結(jié)技術(shù)”實現(xiàn)了我國在固體氧化物燃料電池大面積電池基片制備核心技術(shù)方面的突破,單體電池的功率及功率密度等方面技術(shù)達到國際先進水平。
固體氧化物燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置,被稱作第四代燃料電池。與傳統(tǒng)熱機相比,固體氧化物燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化效率高、燃料適用性廣、環(huán)境污染小、全固態(tài)、模塊化、成本低、節(jié)能減排等優(yōu)點,發(fā)電效率可達60%以上,進行熱電聯(lián)供后效率可達80%以上。固體氧化物燃料電池技術(shù)的發(fā)展對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、促進相關(guān)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等方面都有著積極的影響。
據(jù)孫克寧教授介紹,目前,制約燃料電池發(fā)展的主要瓶頸是其成本和使用壽命。對此,他們設(shè)計并發(fā)展了復(fù)合電極和梯度電極的結(jié)構(gòu),成功制備出高性能復(fù)合陰極、增大了三相界面的長度,大大減緩界面突變引起的性能損失;構(gòu)造了抗積碳的新型固體氧化物燃料電池陽極材料;開發(fā)出的“流延共燒結(jié)技術(shù)”具有工藝流程簡單、成本低廉、耗能低和易于批量生產(chǎn)等特點;采用“流延法共燒結(jié)技術(shù)”組裝了尺寸100mm×100mm的單體電池,同時將以前1000℃以上才能發(fā)電的工作環(huán)境溫度降至750℃,避免了電極燒結(jié)導(dǎo)致衰減快、電極與電解質(zhì)界面發(fā)生反應(yīng)、電池組件熱膨脹特性不匹配、金屬連接材料腐蝕等常見問題。相應(yīng)結(jié)果發(fā)表在國際知名期刊《電化學(xué)通訊》、《電化學(xué)學(xué)報》、《電源技術(shù)》等雜志上,并獲得授權(quán)國家發(fā)明專利5項。
