日开发出高效燃料电池

时间: 2018-10-24

日本产业技术综合研究所与名古屋大学的联合研究小组开发出工作温度为600摄氏度、平均每平方厘米发电量0.8瓦、比现有同类电池发电量高出1倍以上的固体电解质型燃料电池(SOFC)。


铈氧化物具有良好的导电性能,但它同时又有易被燃料气体还原的弱点,因此一直被认为不适合作固体电解质型燃料电池的电解质。然而,该小组的最新研究发现,固体电解质型燃料电池的这种还原反应仅发生在工作温度为1000摄氏度的兆瓦级标准情况下。用作“电热并给”用电源的固体电解质型燃料电池的工作温度为600摄氏度低温时,会抑制还原反应的发生,同时在电池厚度为30微米薄膜状,600摄氏度工作温度状态下,平均每平方厘米减少电阻0.2欧姆。

固体电解质型燃料电池的另一个缺点是低温工作时碳化氢燃料的电极反应缓慢、发电量小。研究小组使用新型燃料极,在现行低温工作用燃料极镍曨嫜趸镏刑砑釉?/FONT>3%的钌作为催化剂,发现反应速度加快。实验结果证明,在600摄氏度工作温度下,使用固体甲烷、乙烷、丙烷等燃料,可实现与高分子型燃料电池在使用氢燃料时相同的每平方厘米0.8瓦的发电量,并且没有发现使用碳化氢燃料时所出现的燃料极碳化现象,并能保持长时间稳定工作。

使用氧化锆作电解质的固体电解质型燃料电池在600摄氏度时发电量为0.2瓦,迄今为止世界上报告的最高值是0.3瓦。由于采用铈氧化物作电解质,实现了燃料电池的薄膜化和高功率。该研究小组目前正在加紧进行电池的低温、长寿研究。


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