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文件名称:第二篇燃料电池材料.ppt
文件大小:14.11 MB
总页数:176 页
更新时间:2025-06-21
总字数:约8.71千字
文档摘要

第94页,共176页,星期日,2025年,2月5日△Ut(mV)=2.16(t2-t1)575℃≤t≤60O℃△Ut(mV)=1.40(t2-t1)600℃≤t≤650℃△Ut(mV)=0.25(t2-t1)650℃≤t≤700℃第95页,共176页,星期日,2025年,2月5日反应气体组成和使用率的影响第96页,共176页,星期日,2025年,2月5日第97页,共176页,星期日,2025年,2月5日杂质的影响第98页,共176页,星期日,2025年,2月5日电流密度的影响△UJ(mA)=-1.21△J50J150△UJ(mA)=-1.76△J150J200[其中J为电池工作电流密度(mA/cm2)]随着J的增大,线性欧姆增大。第99页,共176页,星期日,2025年,2月5日运行时间的影响△U寿命(mA)=-5mV/1000h第100页,共176页,星期日,2025年,2月5日电池隔膜;MCFC的电极;双极板。第101页,共176页,星期日,2025年,2月5日隔膜寿命主要决定因素隔膜本身孔结构发生变化,形成大孔,隔膜阻气能力降低;电解质蒸发、腐蚀等原因引起电解质流失,隔膜阻气能力降低。第102页,共176页,星期日,2025年,2月5日电解质隔膜寿命指标隔膜阻气压差:△P≥0.1MPa,隔膜孔径D≤7.92μm;隔膜孔隙率:40%≤p≤70%。第103页,共176页,星期日,2025年,2月5日第104页,共176页,星期日,2025年,2月5日第105页,共176页,星期日,2025年,2月5日阴极熔解;阳极蠕变;双极板腐蚀;电解质流失。第106页,共176页,星期日,2025年,2月5日阴极熔解短路机理NiO+CO2→Ni2++CO32-Ni2++CO32-+H2→Ni+CO2+H2O第107页,共176页,星期日,2025年,2月5日提高阴极抗腐蚀能力措施在NiO阴极中加入少量Co、Ag或LaO等。(如阴极NiO-GeO3是NiO中添加质量分数为0.3%Ge而制得,它的熔解速率是NiO的0.1倍。)第108页,共176页,星期日,2025年,2月5日改变操作条件,降低阴极NiO溶解速率。(反应气CO2分压,就可降低阴极熔解速度。又如在电解质盐中加入碱土类碳酸盐BaCO3、SrCO3和CaCO3等,以抑制NiO的熔解。)第109页,共176页,星期日,2025年,2月5日寻找新型材料,代替NiO阴极。(如用熔融盐法和高温固态反应法制备钙钛矿和尖晶石之类的材料,既有较高电导率和交换电流密度,又有较低溶解速率。)第110页,共176页,星期日,2025年,2月5日第111页,共176页,星期日,2025年,2月5日NiO的溶解机理当CO2的含量较高时,主要是酸性熔解,即:NiO+CO2→Ni2++CO32-第112页,共176页,星期日,2025年,2月5日在CO2含量较低时,主要为碱性溶解,即:NiO+CO32-→NiO22-+CO2NiO+0.50CO32-+0.25O2→NiO22-+0.5CO2第113页,共176页,星期日,2025年,2月5日掺杂改性的NiO阴极在熔盐中的溶解行为及机理;表面改性的NiO阴极在溶盐中的溶解行为及机理。第114页,共176页,星期日,2025年,2月5日第115页,共176页,星期日,2025年,2月5日第116页,共176页,星期日,2025年,2月5日第117页,共176页,星期日,2025年,2月5日日本学者对MgO/NiO阴极

溶解机理的解释添加在NiO中的MgO因溶解在碳酸盐中而提高了熔盐的“碱性”,从而在一定程度上减缓了NiO在电解质中的“酸性溶解”;添加到NiO中的MgO的含量非常低,几乎不能对熔盐体系的碱性的大小产生影响第118页,共176页,星期日,2025年,2月5日MgO提高了NiO的稳定性,亦即MgO和NiO形成固溶体Mg1-xNixO,结构上比上述两种氧化物都稳定,因此在熔融碳酸盐中的溶解度也较低。没有直接证据说明熔融碳酸盐中固溶体结构比NiO和MgO稳定第119页,共176页,星期日,2025年,2月5日MgO(s)←→Mg2+(l)+O2-(l)NiO(s)←→Ni2+(l)+O2-(l)第120页,共176页,星期日,2025年,2月5日第121页,共176页,星期日,2025年,2月5日第122页,共176页,星期日,2025年,2月5日