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“热缩冷胀”开辟燃料电池电极设计新路径

2021-03-15 光明网 【 字体:

  固体氧化物燃料电池是一种转换效力高、排放低、具备零噪声劣势的能量转换安装,但它的商业化成长面对一个“拦路虎”:热机器不稳定性——电池在热循环中简单开裂、分层、破坏。对此,南京工业大学固态离子与新能源技能团队提出了一种热膨胀赔偿战略,完成了燃料电池阴极与其余电池组件之间的完整热机器兼容,从而处理了妨碍固体氧化物燃料电池商业化历程的一大技能困难。相干效果克日揭晓于《天然》。

  固体氧化物燃料电池必要在低温下运转,而燃料电池分歧组件之间的热膨胀行动不婚配,会引起较大的外部应变梯度——在分歧的地位应力不一样,招致电池退步、分层或破碎。南京工业大学传授周嵬先容,因为具备超卓的氧化复原催化活性和高电导率,燃料电池最受欢迎的阴极质料是含钴的钙钛矿氧化物。但是,钴基钙钛矿阴极的题目在于,它们的热膨胀系数异常高,远远大于经常使用的电解质,招致热机器不兼容。

  鉴于此,南京工业大学传授邵宗平和周嵬团队计划了热膨胀赔偿战略来克制上述技能瓶颈,经由过程固相烧结将具备高电化学活性和热膨胀系数的钴基钙钛矿与负热膨胀质料(Y2W3O12氧化物)分离,在二者之间激发有利的界面反响,从而造成具备与电解质杰出婚配的热膨胀机能的复合电极。

  “热膨胀赔偿战略是指用负的热膨胀去对消正的热膨胀。咱们日常生活中所见的物体正常都是热胀冷缩的,而所谓负热膨胀质料却恰好相反,它是‘热缩冷胀’的。”论文第一作者、南京工业大学博士章远诠释道。

  优化的钙钛矿化学构成和杰出的热机器稳定性,使这类复合阴极具备超卓的电化学机能。该研讨为将来的固体氧化物燃料电池的电极计划启示了一条极新途径。(温才妃)

[义务编纂: 张梦凡 ]

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