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玻璃密封胶与固体氧化物燃料电池元件相容性分析
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TM911.4[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:863计划新材料领域纳米专项基金(2003AA302440);国家自然科学基金(No.90510006)
中文摘要:

采用高温熔融法制备了用于固体氧化物燃料电池的一系列SrCO3-Al2O3-SiO2(SAS)系统玻璃陶瓷材料。通过调节封接材料中的SrCO3的含量可以控制玻璃陶瓷的热膨胀性能。结果表明,SrCO3含量为19.85mol%的玻璃陶瓷密封胶在25~850℃之间的平均热膨胀系数α为12.52×10^-6K^-1,这与La0.8Sr0.2MnO3(LSM)阴极,YSZ电解质和Fe—Cr合金连接体等电池元件之间有良好的热膨胀匹配性。在800~900℃范围内,SAS体系密封胶与上述的电池元件有很好的相容性,该密封胶与LSM和YSZ电解质等电池材料之间有很好界面接合性,并且在电池的工作温度下有很好的热稳定性,在850℃烧结120h以后其失重率基本不再发生变化,在烧结140h后的失重率仅为0.378%。经放电实验检测,该密封材料的封接性能良好,开路电压为1.03V,放电的最大功率密度为183mW/cm^2。结果表明,SrCO2-Al2O3-SiO2系统玻璃陶瓷密封胶可以作为固体氧化物燃料的封接材料。

英文摘要:

The SrCO3-Al2O3-SiO2(SAS) glass-ceramic materials have been investigated as SOFC(solid oxide fuel cells) sealants. Sealants with different thermal expansion coefficient a values were prepared by adjusting the SrCO3 content in the raw materials. In the study, the sealant material which has the α 12.52 × 10^-6K^-1 from 25 ℃ to 850 ℃ achieved the best sealing effect. The first reason for this lies in that the a of the sealant matches well with other components of the cells from 25 ℃ to 900 ℃, including the La0.8Sr0.2MnO3 (LSM) cathode, YSZ electrolyte and the Fe-Cr alloy interconnect. Furthermore, this kind of sealant also maintains a high stability at the operating temperature of the SOFC and its mass loss was only 0.378% after being heat-treated at 800 ℃ for 140 h. According to the test, the cell sealed by this kind of sealant possesses an open voltage of 1.03 V and a power density of 183 mW/cm^2. Thus, this material can work well as a sort of glass-ceramic sealants for SOFCs.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715