组元之间的有效封接是构建平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)堆的关键,是目前尚未解决的世界性难题。本项目开发了和BaO-CaO-SiO2-RxOy(BaCaSi)和Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy(BiBaSi)两系列玻璃封接材料,分别可满足高温燃料电池(800-1000℃)和中温燃料电池(600-800℃)的使用要求。BaCaSi系玻璃封接材料本身具有无定形相/微晶相复相结构,在高温和氢气气氛下有很强的化学稳定性。BiBaSi玻璃具有完全的无定型结构,在600-700℃时有较好的封接性能。项目中对BiBaSi中温玻璃加入脊性骨料MgO,ZrO2和改性剂Al2O3进行改性,并通过理论结构计算建立了BiBaSi玻璃封料及其复合封料的结构模型。复合氧化物与基体玻璃形成复相结构,提高了玻璃的使用温度及高温化学稳定性,并在一定程度上调整了玻璃的热膨胀系数。BiBaSi系列玻璃封料可在较宽的温度范围(600-900℃)内满足多种热膨胀系数要求的SOFC的封接。实验得出BiBaSi玻璃复合10-20%MgO、3%-8%Al2O3、10%ZrO2和30%ZrO2后封料表现出良好的封接性能。
英文主题词SOFC, Sealant, Diphase materials, BaO-CaO-SiO2-RxOy, Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy