固体氧化物燃料电池电解质发展现状

SUN Yang, CHEN Haifeng, YANG Jie,YANG Xiaoxiao,JIA Junhong

Materials China（2023）

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Abstract

将固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的工作温度降低到 600～800℃的中温甚至 600℃以下的低温区域,是固体氧化物燃料电池未来发展的重要方向.开发在低温下具有高离子电导率的电解质对其发展起着重要作用,而传统的三层电解质在结构上有着不可避免的弊端,只通过电解质材料的开发无法从根本上解决电解质与阴极、阳极之间的界面对固体氧化物燃料电池的性能影响.针对这个问题,研究者们通过对固体氧化物燃料电池结构以及功能层材料的设计,开发出了新型无电解质燃料电池(electrolyte free fuel cell,EFFC).概述了以氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、掺杂CeO2、掺杂LaGaO3 等作为电解质的传统三层SOFC电解质的发展历程,并简述了先进薄膜制备技术(电泳沉积、磁控溅射、大气等离子喷涂、超音速火焰喷涂等)在制备SOFC电解质层中的应用,重点综述了通过能带理论设计的新型EFFC的研究进展,并对采用能带理论及其性质设计的具有电子传导特性的材料作为功能层使用的前景进行了展望.

Key words

solid oxide fuel cell,electrolyte free fuel cell,functional layer,thin film preparation technology,semicon-ductor,electronic conduction

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