理论教育 电子传导在SOFC中的重要性和影响

电子传导在SOFC中的重要性和影响

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:电极从电流收集器将电子传输到反应位。电子传导的重要性取决于电池堆的结构。对在电解质上制备成薄层的多孔电极而言,横向电流传输往往会成为一个严重的问题。一般来说,电子电导率高于100S cm-1才有利于被选为SOFC。如果电子电导率是10S cm-1,其电极厚度为50μm,而将电子传输1mm距离的阻抗高达2Ω cm-1。但是,报道称其电催化活性较低。而LnNiO3具有高电导率,但其在空气中不稳定。相反,K2NiF4型结构稳定,众多研究将其作为阴极材料。

电子传导在SOFC中的重要性和影响

电极从电流收集器将电子传输到反应位。电子传导的重要性取决于电池堆的结构。对在电解质上制备成薄层的多孔电极而言,横向电流传输往往会成为一个严重的问题。

尤其是,如果电极的电导率较低,部分串联型电堆在收集电流时产生较大的损失。即使是平面电堆,如果电流收集点分散,电子可能不被有效地供应到既定位置。一般来说,电子电导率高于100S cm-1才有利于被选为SOFC。如果电子电导率是10S cm-1,其电极厚度为50μm,而将电子传输1mm距离的阻抗高达2Ω cm-1。由于实际电池的局域阻抗低于1Ω cm-2,这会导致将电流压缩到电流收集器的周边。(www.daowen.com)

(Ln,RE)MO3(RE,稀土离子;M,过渡金属离子)钙钛矿型化合物的电子电导率主要取决于B位阳离子。在第三周期过渡金属中,锰、钴和铁常被尝试作为阴极材料。特别是,钴基钙钛矿型化合物具有高的电导率,当稀土离子掺杂率大于0.5时其显示金属行为。(La,Ca)CrO3被用于互连体,1273K下在空气中的电导率为61S cm-1[11],可用作阴极。但是,报道称其电催化活性较低。而LnNiO3具有高电导率,但其在空气中不稳定。相反,K2NiF4型结构稳定,众多研究将其作为阴极材料。

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