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Gamry用戶在Nature發(fā)表關(guān)于質(zhì)子陶瓷燃料電池的文章

來(lái)源:美國(guó)Gamry電化學(xué)   2019年03月04日 15:30  

耐用性高,耐焦化、耐硫,燃料通用的質(zhì)子陶瓷燃料電池

Highly durable, coking and sulfur tolerant, fuel-flexible protonic ceramic fuel cells.

Nature,volume 557, pages217–222 (2018) 

 

該論文由科羅拉多礦業(yè)大學(xué)(Colorado School of Mines)、馬里蘭大學(xué)(University of Maryland)、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Laboratory,LBNL)等大學(xué)和機(jī)構(gòu)合作完成。

 

質(zhì)子陶瓷燃料電池與高溫固體氧化物燃料電池類似,可以直接使用氫氣或碳?xì)浠衔镒鳛槿剂?,發(fā)電效率高于50%。固體氧化物燃料電池容易受到焦化和硫中毒的影響,導(dǎo)致電池性能下降。質(zhì)子氧化物燃料電池具有更好的性能和抗焦化能力,但之前并沒(méi)有這方面系統(tǒng)的研究。

 

本文系統(tǒng)研究了11種不同燃料的質(zhì)子陶瓷燃料電池在500-600℃條件下的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行情況。燃料包括氫氣,甲烷,天然氣(含或者不含硫化氫),丙烷,正丁烷,異丁烷,異辛烷,甲醇,乙醇和氨,這些氣體幾乎包括了所有燃料類型。

 

在沒(méi)有對(duì)電池組成或結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何修正的情況下,使用商用燃料,對(duì)燃料未進(jìn)行任何前處理,結(jié)果顯示電池能夠耐受大的溫度波動(dòng);即使在數(shù)千小時(shí)連續(xù)運(yùn)行之后,也沒(méi)有觀察到焦化現(xiàn)象;大多數(shù)情況下,持續(xù)運(yùn)行一千小時(shí),燃料的降解低于1.5%。另外,即使有硫的存在,在低溫和高溫情況下,并沒(méi)有影響到電池的性能。燃料的通用性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性顯示這項(xiàng)技術(shù)非常有希望推廣普及到商用領(lǐng)域。

 

這項(xiàng)研究成果于2018年5月在Nature發(fā)表,引發(fā)了不小的轟動(dòng)。文中使用Gamry電化學(xué)工作站Reference 3000進(jìn)行I-V極化曲線測(cè)試,實(shí)驗(yàn)在高溫條件下的混合質(zhì)子和氧離子導(dǎo)體中進(jìn)行。

 

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