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寧波打破電池性能提高的研究瓶頸

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2014-03-20
核心提示:由于電池各組成部份的厚度因素,目前業(yè)內(nèi)普遍采用的表征方法,很難區(qū)分得到影響電池自身性能的決定性因素,致使電池性能提高的研究陷入了瓶頸。

在霧霾環(huán)境治理日趨迫切的情況下,固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cells, SOFCs)顯得具有更加廣泛的應(yīng)用潛力與研究?jī)r(jià)值。SOFC單體電池主要由支撐陽極、活性陽極、電解質(zhì)以及活性陰極組成,優(yōu)越而且穩(wěn)定的電池性能是實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化應(yīng)用的先決條件。然而,對(duì)陽極支撐而言,支撐陽極厚度約為400m,活性陽極約10m,電解質(zhì)約為10m,活性陰極約為30m。

由于電池各組成部份的厚度因素,目前業(yè)內(nèi)普遍采用的表征方法,如電化學(xué)阻抗譜(EIS),很難區(qū)分得到影響電池自身性能的決定性因素。與此同時(shí),傳統(tǒng)表征方法只能得到電池整體性能的變化規(guī)律,無法對(duì)各組成貢獻(xiàn)進(jìn)行定量表征,致使電池性能提高的研究陷入了瓶頸。

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所固體氧化物燃料電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)巧妙地利用電池制備工藝,在電解質(zhì)兩側(cè)三相界面處植入超薄電極,首次成功制備獲得有界面測(cè)量引線的全電池。

本次采用該電池,對(duì)電池輸出性能進(jìn)行原位研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在SOFC運(yùn)行過程中,電池的輸出性能決定于極/電解質(zhì)TPB的界面性能;陽極側(cè)極化電阻的增大是電池電阻增大的主要來源;電池的輸出電壓對(duì)歐姆電阻更加敏感。

該研究突破了現(xiàn)有的電池性能研究瓶頸,首次原位觀察到了電池電壓的組成與三相界面對(duì)電池性能的定量貢獻(xiàn),為解決SOFC界面性能表征提供了新的技術(shù)思路,同時(shí)為電池性能的改善采用對(duì)應(yīng)措施提供了直接的實(shí)驗(yàn)依據(jù)與參考。
 

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關(guān)鍵詞: 中國(guó)電池 電池性能
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