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通过控制表面酸度重新激活氧化铬中毒的 SOFC 阴极
• 萤石结构 • 高氧还原反应 (ORR) 活性 • 空气中的混合离子和电子电导率 • 与二氧化铈固体电解质兼容 • 在典型的 SOFC 阴极中不存在 Sr 偏析
第 12 章 SOFC 在热电联产系统中的应用
固体氧化物燃料电池 (SOFC) 的独特特性促使其被广泛用于各种应用，从便携式、移动式和微型热电联产（500 W 至 20 kW）到分布式发电（B 100 kW –5 MW）和中央公用事业规模（4 100 MW）的更大规模固定电源。SOFC 技术具有吸引力，包括高电效率、高品位废热、燃料灵活性、低排放、功率可扩展性以及在实现高产量时具有低单位资本成本潜力。SOFC 的高工作温度使其能够产生不同等级的废热，然后可以回收用于工艺加热、通过燃气轮机集成增加功率或用于可出口产品的多联产（例如，热能、冷却、功率或燃料）。废热的有效利用对整个系统的效率、经济性和环境排放有重大影响。这些特性加速了 SOFC 技术的发展，旨在取代传统的基于燃烧的发电
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SOFC技术的商业化。SOFC的组成部分（阳极，阴极和电解质）是主要的研究重点。SOFC的电化学性能，耐用性和可靠性是建立SOFC电力系统技术和经济可行性的关键决定因素。SOFC计划保持了细胞开发项目的多样化投资组合，这些项目的重点是改善电化学性能和细胞功率密度，减少长期降解，发展更多强大的细胞并降低成本。其他研究项目包括评估污染物，高级材料，材料表征，高级制造和故障分析。投资组合在台式和实验室规模的近期，中期和长期研发项目中保持了混合。•核心技术 - 这项关键技术对技术进行了研发 - 独家技术
社论：高温氧化物细胞
近几十年来，广泛使用化石燃料已导致全球变暖，增加了对环境保护的压力。固体氧化物细胞（SOC）是有希望的电化学能量转换和在高温（600 - 1,000°C）下使用的存储装置。SOC可以在燃料电池模式（固体氧化物燃料电池或SOFCS模式）下运行，在那里它们通过氢或其他能源资源（例如碳氢化合物，CO等）产生电力，也可以在电解模式（固体氧化物电解电池或SOEC模式）中进行操作，从而在其中产生Hygas或Syngas等，从H 2 O和CO供电，并配备H 2 O和Co 2 O和Co Electrictitions Electrictitions Electrictity。当在SOFC和SOEC模式下操作时，它们可以称为可逆的氧化物细胞或RSOC。从根本上讲，已经开发了两种类型的SOC，即管状和刨床设计。管状型SOFC具有长期的稳定性，而平面型SOFC与管状型SOFC相比具有高功率密度，该型SOFC显示出良好的特性，例如高体积功率密度和低电阻。XI等。 估计平面型SOFC内的各种物理参数。 详细构建了该模型，包括气流，传热，传质和电化学反应。 因此，平面型SOFC的性能受结构参数的影响（Xi等人 ）。 此外，SOFC的工作温度在催化活性，稳定性，电效率，燃料的灵活性和材料的耐用性方面起着至关重要的作用。 XI等。 ）。 Thornton等。 ）。XI等。估计平面型SOFC内的各种物理参数。详细构建了该模型，包括气流，传热，传质和电化学反应。因此，平面型SOFC的性能受结构参数的影响（Xi等人）。此外，SOFC的工作温度在催化活性，稳定性，电效率，燃料的灵活性和材料的耐用性方面起着至关重要的作用。XI等。 ）。 Thornton等。 ）。XI等。）。Thornton等。）。它在高温（500 - 900°C）下运行，其优点是它可以用宽型燃料（包括氢，甲烷，葡萄球菌，乙醇，沼气等）运行。通过热量和发电（CHP）的结合，可以最大程度地提高80％以上的效率。开发了具有100 kW发电的生物量气体（BG）-SOFC-CHP系统。结果显示出显着的节能效果。这项工作的主要目标是分析与传统能源系统相比的CHP系统的优势（Xi等人SOFC的工作温度会影响细胞中发生的物理和化学过程。这些过程也受到微观结构的影响。计算了表征SOFC阴极的微观结构的阻抗数据。他们通过使用电化学阻抗光谱（EIS）数据发现了SOFC阴极微观结构的有效曲折（Thornton等人在电极的催化活性方面，高温操作有利于使用非私致金属催化剂。Xia等。 在Ni-CEO 2材料上进行了理论计算和实验。 镍的存在增强了H 2吸附，并降低了的能量屏障Xia等。在Ni-CEO 2材料上进行了理论计算和实验。镍的存在增强了H 2吸附，并降低了
正在开发的新兴燃料电池技术
两种有前途的燃料电池类型是质子交换膜 (PEM) 和固体氧化物燃料电池 (SOFC)。PEM 技术最早于 20 世纪 60 年代用于双子座航天器，此后一直未被使用，直到汽车行业最近认识到其潜力。PEM 燃料电池是低温设备，启动时间短，但需要相对纯净的氢燃料。相比之下，SOFC 在高温下运行，可耐受更高水平的杂质。这种灵活性使 SOFC 能够使用碳氢化合物燃料，这是考虑到我们目前的液态石油基础设施的一个重要因素。但是，根据具体应用，PEM 或 SOFC 都可能具有吸引力。
固体氧化物电解：技术现状评估
迄今为止安装的最大的 SOEC 系统规模在 100 千瓦 (kW) 到 1 兆瓦 (MW) 之间。大多数都是作为试点或示范项目安装的，因此不代表商业部署。8 但是，仅根据这些项目来判断 SOEC 的商业准备情况并不能公正地评价该技术：SOEC 在设计和制造上与固体氧化物燃料电池 (SOFC) 几乎完全相同，后者已经在备用发电和微电网应用中以远高于千兆瓦 (GW) 的规模部署。因此，可以预期从 SOFC 部署和制造经验中学到的知识将转化为 SOEC。也许并不奇怪，随着电解器需求的激增，许多积极参与 SOFC 开发的公司最近都表示有兴趣制造 SOEC。
节能研究部
随着能源的加速，需要开发高效的能量转换技术。我们的小组专注于高温运行能量转化设备，并集中在固体氧化物燃料电池（SOFC）上，这些燃料电池（SOFC）以高效的方式将各种燃料（例如化石燃料和生物量）转化为电能，以及固体氧化物电解电池（SOEC），这些电池（SOEC），这些电池（SOEC），这些电池（SOEC）将造成的能量添加到较高的能量中，添加了高效果，添加了高级效果，高效率。特别是，在SOFC提高耐用性和可靠性的努力中，我们在与公司和大学合作中作为公共研究机构发挥了重要作用。将来，我们将通过对更高效的能源转换设备进行全面的研究和发展，包括开发用于固态离子学现象的评估技术，从而为低碳社会实现。
研究人员将固体氧化物燃料电池改进了三倍
通过运行开发的催化剂涂层复合电极和传统复合电极超过 400 小时，研究小组发现极化电阻降低了十倍。此外，在 650 摄氏度时，使用这种涂层电极的 SOFC 的峰值功率密度比未涂层电极高三倍（142 mW/cm 2 → 418 mW/cm 2）。这是文献中报道的使用 LSM-YSZ 复合电极的 SOFC 的最高性能。
