固体氧化物燃料电池构件有哪些

固体氧化物燃料电池是将燃料中的化学能直接转化为电能的电化学装置,具有高效率、零污染、无噪声等特点。它可以为民用、贸易、特种和交通运输等提供高质量的电源。

以下是固体氧化物燃料电池的构件

1、元件技术

由于SOFC工作温度高，对构成电池的元件的材料要求很高，包括在氧化还原环境中的化学稳定性、电导率、高温机械性能相容性等。

2、电极

2.1阳极

SOFC的电极为微孔气体扩散电极。阳极通常是由金属镍及氧化性稳定的氧化锌(YSZ)骨架—陶瓷合金(功能相似的陶瓷和金属的混合物)组成。在众多的金属元素中选择金属镍是由于其良好的电子传导能力及其在化学还原条件下的稳定性，另外，镍还可催化内部重整反应，使该反应直接发生在电极上。YSZ的作用是防止金属颗粒烧结，并可使阳极与电池其他元件的热膨胀系数相一致。

2.2阴极

与阳极相似，阴极也是微孔结构，以使反应物气体和产物气体有很高的传质速度。大部分的阴极材料是电子导电氧化物或者是电子和离子混合导电的陶瓷材料。这是由于这种结构同时具有对离子和电子的传导能力，而这对低温SOFC是很关键的。在工作温度650℃左右时，使用这种混合传导氧化物的优势就很明显了。

3、电解质

SOFC对电解质的要求如下:

(1)氧离子电导率高;

(2)电子电导率低;

(3)不渗透反应气体。

氧化锌基电解质适用于SOFC，主要是由于其单纯的离子导电性。

4、连接器

连接器用以实现相邻电池之间的连接。在板式燃料电池的连接器是双极板状，一般采用昂贵的铬镍铁(inconel)不锈钢，适用于工作温度在800一1000℃的电池堆。低温SOFC的优点是可以使用便宜材料。管式设计中的连接器，最好是选择陶瓷材料，不过，这种材料需要在高温(1625`C)烧结，这是SOFC在制备上的较大问题之一。另外还要兼顾电池各元件间的化学稳定性和机械性能及其相容性，不致使其因在过高温度烧结而降低。