质子导体固体氧化物燃料电池铁基钙钛矿复合阴极的开发文献综述

文献综述

文 献 综 述1. 固体氧化燃料电池 固体氧化物燃料电池是一种新型发电装置，其高效率、无污染、全固态结构和对多种燃料气体的广泛适应性等，是其广泛应用的基础。

电池单体主要由电解质、阳极、阴极和连接体或双极板组成。

固体氧化物燃料电池的工作原理与其他燃料电池相同，在原理上相当于水电解的逆装置。

氢或碳氢化合物燃料在阳极发生氧化反应,氧在阴极上发生还原反应,氧化还原反应产生的电子沿着外电路由阳极传送到阴极，质子产生在阳极一侧，通过致密的质子导体电解质转移到阴极一侧，并与氧离子反应，在阴极一侧产生水。

SOFC还具有以下特点：高的电流密度和功率密度，能量利用率高达80 %左右，是一种清洁高效的能源系统；阳、阴极极化可忽略，极化损失集中在电解质内阻降；可直接使用氢气、烃类(甲烷)、甲醇等作燃料，对燃料的适应性强，能在多种燃料包括碳基燃料的情况下运行；不需要使用贵金属催化剂；使用全固态组件，不存在对漏液、腐蚀及封接的问题；高温运行(600～1000 ℃)，加快了电池的反应进行，还可以实现多种碳氢燃料气体的内部还原，简化了设备；积木性强，规模和安装地点灵活等。

这些特点使总的燃料发电效率在单循环时有潜力超过60%，而对总的来说体系效率可高达85 %，SOFC的功率密度达到1 MW/M3，对块状设计来说有可能高达3 MW/M3。

事实上，SOFC可用于发电、热电回用、交通、空间宇航和其他许多领域，被称为21世纪的绿色能源。

在所有的燃料电池中，SOFC的工作温度最高，属于高温燃料电池。

早期开发出来的SOFC的工作温度较高，一般在800～1000 ℃。