Примена и предности никл пене у ћелијама горива чврстих оксида (СОФЦ)

Пријава и предности никла пене у ћелијама горива чврстих оксида (СОФЦ).

Прво, да схватимо које су тоеличне ћелије солидних оксида (СОФЦ). Потрошња чврстих оксида (СОФЦ), такође позната као све - чврсте ћелије - ујутро или керамичке горивне ћелије, су уређаји који директно претварају хемијску енергију у електричну енергију електрохемијских реакција. За разлику од других врста горивних ћелија, СОФЦ се не ослања на драгоцене катализаторе метала за промоцију електрохемијских реакција, које у одређеној мери смањују зависност од ретких метала и смањује трошкове.

СОФЦ има много основних предности, што га чини врућом темом у енергетском пољу:

Из принципа рада СОФЦ је "обрнути процес" водене електролизе. У процесу водене електролизе вода се разграђује у водоник и кисеоник; У СОФЦ-у, реакција оксидације горива догоди се на аноди, реакција смањења оксидације догађа се на катоди и јони се спроводе кроз електролит за генерисање електричне енергије и топлотне енергије. Конкретно, гориво (као што је водоник) оксидира на аноду, ослобађање електрона и протона (или јона); Кисеоник се своди на јоне кисеоника на катоди, а јони кисеоника прелазе у аноду кроз солидски електролит, реагујући на гориво да би се створило воде или друге производе, док електрони пролазе кроз спољни круг да формирају струју и остваре излаз електричне енергије.
Кроз свој принцип рада можемо да разумемо пријаву и предности никла пене на следећи начин:
1. Анодни материјал или подршка за аноде
- Три - димензионална порозна структура никла пене може се користити као анодска супстрат, која пружа високу специфичну површину, повећавајући реакционе активне веб локације и промовисање реакције оксидације (као што су водоник или метани). У поређењу са традиционалним НИ - ИЗЗ анодама, његова велика проводљивост може смањити охмови услед губитака и побољшати ефикасност електронске проводљивости.
2 Тренутни колекционар
- Као тренутни колекционар на страни аноде, порозна структура никловне пене омогућава слободно дифузно гасом, док ефикасно прикупља струју, смањујући међуфациалну отпорност на контакт и оптимизацију перформанси батерије.
3. Метална структура подршке
- Као костур метала - подржани СОФЦ, висока механичка чврстоћа и топлотна ударна отпорност на никлску пену може побољшати трајност батерије, подржавати разређивање слојева електролита, смањују радне температуре (као што је 600-800 степени) и скрати време за покретање.
4. Композитни електродиски материјали
- Компоновано са материјалима електролита (као што је ИСЗ) да формира више- структуру пора нивоа, побољшати пренос горива и оксиданса уз одржавање каталитичке активности.
Предности
1. Висока порозност и капацитет дифузије гаса
- Три - димензионална мрежна структура (порозност 70-95%) промовише јединствену дистрибуцију гаса, смањује поларизацију концентрације и побољшава ефикасност реакције.
2 Одлична проводљивост
- Проводљивост чистих никла је значајно боља од оног керамичких композита, смањујући охмовичку поларизацију и побољшање ефикасности конверзије енергије.
3. Механичка чврстоћа и топлотна стабилност
- Тешка од металне пене је боља од оне керамичких материјала, а може да издржи термалне циклусе и механичке вибрације и погодно је за окружење високе температуре (Анти - оксидациони третман).
4. Производња флексибилности
- Једноставан за обраду у сложене облике, подржавају велике производње - и може смањити трошкове производње.

Наравно, постоје и други изазови и мере предострожности.
- Проблем са оксидацијом високе температуре: Потребно је побољшати отпорност на оксидацију кроз легирање (као што је додавање ЦР, АЛ) или премаза (као што је ИСЗ), посебно у оксидацији атмосфери.
- Усклађивање топлотне експанзије: Потребно је координирати са коефицијентом топлотног експанзије електролита (као што је ИСЗ, ГДЦ) како би се избегло пуцање интерфејса.
- Дуго- орочна стабилност: потребно је сузбити тенденцију синтеровања никла и одржати стабилност порозне структуре.
Напредак истраживања
Истраживање је истраживало никалску пену као анодску подлогу или металну подршку, као што су припрема композитних електрода електродепозиционом или хемијском таложењем паре, у комбинацији са традиционалним каталитичким материјалима (као што је НИ - ИСЗ), који има одличне перформансе у смањењу отпорности на поларизацију. У металу - подржани СОФЦ, лагани и високи - карактеристике снаге никла пене привукли су много пажње.
Укратко, никла пена има значајан потенцијал примене у СОФЦ-у, посебно у оптимизацији преноса гаса, побољшање проводљивости и механичким својствима, али његова практична апликација мора да реши проблеме материјалне компатибилности и стабилности у окружењима високе температуре.