【摘 要】
：
固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)与其它燃料电池相比,有如下优点： (1)所用材料均为固体,无电解液泄漏和腐蚀问题,运行安全可靠；(2)可使用多种燃料,如氢气、煤气、天然气或沼气；(3)高温(600-1000℃)下工作加快了反应进行,还可以实现多种碳氢燃料气体的内部还原,同时余热回收利用率高,适于热电联供,能量转化效率高,电池的综合能效高达80％左右,已被誉
【机 构】
：
东北大学,材料与冶金学院;中国科学院金属研究 中国科学院金属研究
【出 处】
：
第八届全国腐蚀大会暨第217场中国工程科技论坛
论文部分内容阅读
固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)与其它燃料电池相比,有如下优点： (1)所用材料均为固体,无电解液泄漏和腐蚀问题,运行安全可靠；(2)可使用多种燃料,如氢气、煤气、天然气或沼气；(3)高温(600-1000℃)下工作加快了反应进行,还可以实现多种碳氢燃料气体的内部还原,同时余热回收利用率高,适于热电联供,能量转化效率高,电池的综合能效高达80％左右,已被誉为21世纪的绿色能源.然而,许多关键技术,如电池堆材料等仍然制约着SOFC的商业化进程.在平板式SOFC中,连接单电池的连接体材料一方面把各个单电池连接起来,提高SOFC的输出功率,另一方面还把阴极侧的氧化气和阳极侧的燃料气隔离开.可见,连接体所处的工作环境苛刻,其性能将直接影响电池堆的稳定性和输出功率,在电池堆中起着至关重要的作用.所以它们必须满足下列要求：热膨胀性能与电池堆的其它部件相匹配；良好的稳定性(在氧化和还原气氛中稳定)；良好的电子导电性和热传导性；高密度(气密性好)；良好的机械性能.传统的连接体材料为铬酸镧基(如：La1-x(Sr,Ca)xCrO3)陶瓷虽然表现出良好的稳定性和高的电导率,但是它们的缺点是价格昂贵、脆性高而不易加工.近期的研究可使SOFC的操作温度降至600-800℃.这使金属作为连接体材料成为可能.与陶瓷材料相比,金属连接体具有低成本、易加工、高的电子电导率和热导率、以及良好的机械强度等优点.在金属连接体中,只有表面生成Cr2O3膜合金具有可接受的导电性能,但在SOFC阴极侧的氧化气氛下,保护性的Cr2O3膜易生成高价(Ⅵ)挥发性的CrO3(g),特别是当水蒸气存在的条件下,生成高价挥发性的Cr的水合物,如：Cr (OH)2O2(g)等.Cr2O3的挥发会造成Cr (Ⅵ)的挥发物向多孔阴极扩散,在阴极/电解质界面处高价态的Cr挥发物被还原成Cr2O3(s),引起SOFC阴极Cr中毒,使得SOFC的电性能下降,最终导致电池堆失效.因此,阻止或避免Cr挥发是SOFC金属连接体亟待解决的关键问题.本文利用(Cu,Fe) 3O4尖晶石优良的导电性能,在不锈钢连接体表面溅射沉积Cu-Fe涂层,热暴露后使其转化为(Cu,Fe)3O4尖晶石.研究了涂覆Cu-Fe涂层不锈钢在800℃空气中的氧化行为及电性能.为SOFC金属连接体涂层的发展提供理论基础和技术支持.
其他文献
金属腐蚀遍及国民经济各个领域，给国民经济带来了巨大的损失，最有效的解决方法之一是在金属表面涂覆防腐蚀涂层；但是当涂层受到环境因素损坏后，涂层对金属的保护能力会显著下降，甚至还使缺陷处的金属出现腐蚀加速的现象。如何通过涂层自修复技术有效进行金属腐蚀防护是一项重要的研究课题。其中自修复载体是涂层自修复技术的核心技术基础。纳米容器是自修复载体的典型代表。纳米容器装载技术其原理是将缓蚀剂装载到纳米容器中，
我国原油储罐腐蚀问题严重，尤其是罐底的腐蚀.储罐底板腐蚀穿孔致使大量原油泄露，造成经济损失和环境污染.实践证明，阴极保护加涂层是最经济合理的防腐方法.阴极保护技术给被保护金属提供阴极电流，使其极化，减少或消除造成金属结构间的电极电位差，达到防腐目的.储罐内底板的腐蚀通常指底板上表面及距罐底板1～1.5米以内的罐内壁部分的腐蚀.储罐内底板的腐蚀主要来自沉积水介质，其主要源于冷凝水、压载水、雨水、采油
铝合金喷涂型材一般采用氟碳涂料与聚酯粉末涂料进行表面涂装,涂层耐腐蚀性能优劣主要取决于其对腐蚀介质渗透的阻挡能力.本文采用电化学阻抗谱技术技术,分别对聚酯和氟碳喷涂铝型材在3.5％NaCl溶液中的涂层劣化过程进行了研究,对比研究了浸泡过程中喷涂铝型材的涂层电阻与层电容变化情况,从而得出了涂层吸水率和孔隙率等参数随浸泡时间的变化规律.
冷喷涂(Cold Spray)以压缩气体作为加速介质,带动金属颗粒在固态下以极高的速度碰撞基板,使颗粒发生强烈的塑性变形而沉积形成涂层,从而可保存原材料的化学成分和显微组织结构,避免氧化、成分烧损、晶粒长大、相变、拉伸残余应力、孔隙率高等热喷涂涂层的缺陷,获得致密度高、组织分布均匀的高质量涂层.本文利用冷喷涂技术分别在Al、316L不锈钢和Mg基体上获得了Al5056涂层及SiC颗粒增强Al505
In this paper, we tried to fabricate a compact and thick mercapto functional silica sol-gel coating to achieve excellent corrosion resistance performance on copper.A detailed comparative study of alky
随着全球对油气资源需求量的不断增长,在高温、高压、高矿化度地层水以及高含H2S、CO2腐蚀性气体的酸性腐蚀环境下,由于腐蚀而诱发的失效问题日趋严重,导致复杂油气田的开发开采作业难度越来越大,开采过程中油井管断裂事故时有发生,轻则停产,重则全井报废,不仅严重危害井筒安全和井筒完整性的建设,甚至造成生态环境的破坏、人员伤亡事故以及巨大经济损失.
In this paper, we managed to fabricate novel mercapto functional silica sol-gel composite coatings reinforced by Graphene without extra chemical modification to achieve more excellent anti-corrosion p
A novel high solid graphemepoxy resin material was preprared and we report on the exceptional application of it for corrosion protection of steel.First of all,we prepared different dispersions of grap
变电站接地网的腐蚀给电力系统的安全生产造成严重威胁.由于接地网设施埋设在地下,且面积很大,对接地网腐蚀损伤的检查、维护及翻修改造操作困难.我国尚且没有系统完备的接地网连接故障点及腐蚀诊断方法,目前主要使用的接地网防腐措施(例如:热镀锌、加大接地体截面积、阴极保护等)也均存在较大的弊端.
本文采用WDES技术研究静态3.5％NaCl溶液中水线区完好涂层的劣化过程.结果表明：涂层劣化起始阶段，电极表面腐蚀原电池的阴极和阳极为整个电极表面涂层最薄弱的点，这些点的分布于水线作用无关，位置随机；对于涂层覆盖的小型阵列电极，整个电极阳极点从电极的底部开始，由于水线作用的结果，位于电极底部的溶解氧浓度最低，最先发生基体金属的腐蚀溶解.而阴极的分布则是位于紧邻底部阳极区域的上方，这是由于这种分布