昝青峰
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邓长生
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张勇
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林旭平
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马景陶
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董利民
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王晨
稀有金属材料与工程
与高温气冷核反应堆耦合下的高温固体氧化物燃料电解池(SOEC)电解水蒸汽制氢是目前已知效率最高最先进的制氢技术之一,是有效利用核能的一种途径,因此是当前国际能源环保领域的热点课题和首选方案.此方法需要在高温下长期运行,且在系统开启和检修等运行环节中必然会遇到热循环和热疲劳,因此需要高性能的密封材料.选择Ba-Ca-Si-Al-B-La-O体系微晶玻璃作为研究对象,研究其制备和热处理析晶工艺.研究发现通过两步析晶法,获得了整体均匀析晶的微晶玻璃密封材料,在工作温度下热膨胀系数可达到11.5×10~(-6) K~(-1),可与电解质、连接体等材料形成热匹配.该材料的软化温度约为763 ℃,在SOEC堆的工作温度下可实现密封.
关键词:
微晶玻璃
,
SOEC
,
制氢
,
热膨胀系数
丁军锋
,
王蔚国
,
许赪
材料导报
构建了氧电极材料分别为(La,Sr)MnO3/YSZ(LSM/YSZ)和La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)的固体氧化物电解池(SOEC).在750℃、电流密度为0.25A/cm2的SOEC模式下,分别对两种类型的SOEC进行了约110h的电解实验.结果表明,LSM/YSZ可能是较好的SOEC氧电极材料.依据电化学表现、XRD和微观结构,阐述了两种类型SOEC氧电极性能表现的可能机理.
关键词:
SOEC
,
氧电极
,
LSM/YSZ
,
LSCF
周江涛
,
马景陶
,
林旭平
,
邓长生
,
张宝清
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.075
采用陶瓷水基凝胶流延方法制备出了固体氧化物电解电池(SOEC)的氢电极.首先研究了分散剂的不同用量和不同固相含量对NiO/YSZ浆料的流变学特性的影响,确定了最佳原料配比.通过测试坯体的热失重曲线确定了氢电极的排胶工艺,并通过烧结实验确定了合理的烧结制度.最终获得了平整、大小可控、性能良好的氢电极,并通过扫描电镜观察了SOEC氢电极的显微结构.
关键词:
NiO/YSZ
,
凝胶流延法
,
SOEC
,
氢电极
梁明德
,
于波
,
文明芬
,
翟玉春
稀有金属材料与工程
采用氨水沉淀原位合成法制备了NiO-YSZ(Y_2O_3稳定的ZrO_2)复合粉体,通过XRD、FESEM研究了溶液pH值对粉体性能的影响,并用干压法和丝网印刷法将氢电极分为支撑层(500 μm)、过渡层(20 μm)和功能层(10 μm)三层进行梯度化制备,采用YSZ/SDC双层电解质,通过共烧结技术将SDC(Sc掺杂CeO_2)(6 μm)作为YSZ(4 μm)电解质和Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_(3-δ)(BSCF,20 ìm)氧电极的隔离层.结果表明,合成NiO-YSZ复合粉体的最佳pH值为8.5,粉体呈泡沫状团聚,NiO的平均晶粒粒径为13 nm,产率为94.5%.850 ℃时制备的单体SOEC在70%、80%和90% 3种水蒸气含量的氢电极气氛下,电解池在1.5 V的产氢速率分别为266、381和558 N·mL/cm~2·h.在850 ℃、90%水蒸气含量的氢电极气氛下,以0.33 A/cm~2恒流电解1 h前、后的电解电压分别为1.09和1.16 V,电解池具备较好的稳定性.
关键词:
高温水蒸气电解制氢
,
固体氧化物电解池
,
Ni-YSZ
,
BSCF
,
SDC
