ສ່ວນປະກອບພື້ນຖານຂອງຫ້ອງນ້ໍາມັນຊີວະປະຕູແຂງ (SOFC)

ສ່ວນປະກອບຫຼັກຂອງດຽວຈຸລັງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ ແມ່ນ electrolyte, anode, cornerode ແລະ interconnect ຫຼືແຍກແຍກຕ່າງຫາກ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 1.

ຮູບທີ 1 ສ່ວນປະກອບຕົ້ນຕໍຂອງSofC

ວັດສະດຸສ່ວນປະກອບຕ່າງໆທີ່ປະກອບເປັນຈຸລັງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຄວນມີສະຖຽນລະພາບທີ່ດີໃນການຜຸພັງແລະ (ຫຼື) ການຫຼຸດຜ່ອນສະຖຽນລະພາບ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງດ້ານໄປເຊຍ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຂະຫນາດພາຍນອກ; ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທາງເຄມີກັບກັນແລະກັນ; ການຜະລິດໄຟຟ້າທີ່ເຫມາະສົມແລະຕົວຄູນການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ໃນເວລາດຽວກັນ, electrolyte ແລະ interconnect ແມ່ນຕ້ອງມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຢ່າງສິ້ນເຊີງເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ແກັດແລະປະສົມແກັດນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແລະອົກຊີເຈນ; anode ແລະ cathode ຄວນຈະເປັນ porous ເພື່ອອໍານວຍຄວາມສະດວກໃຫ້ແກ່ແກັດໃຫ້ກັບເວັບໄຊທ໌ປະຕິກິລິຍາ. ຄວາມຕ້ອງການສະເພາະຂອງອົງປະກອບຕ່າງໆຂອງຈຸລັງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1.

i.electrolyteວັດຖຸ

electrolyte ໃນSofCແມ່ນຫຼັກຂອງແບດເຕີລີ່, ແລະໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຜະລິດຈາກທໍ່ຜຸພັງ, ນັ້ນແມ່ນ, ທີ່ເຮັດໃຫ້ມີການແກ້ໄຂທີ່ແຂງແກ່ນ - ສະຖຽນລະພາບຢ່າງເຕັມທີ່ Zro2. ການປະຕິບັດຂອງ electrolyte ກໍານົດອຸນຫະພູມປະຕິບັດການໂດຍກົງແລະການປະຕິບັດງານຂອງແບັດເຕີຣີ. ການຕໍ່ຕ້ານຂອງ zro2 ບໍລິສຸດທີ່ 1000 ℃ແມ່ນ 107 ω / ຊມ, ເຊິ່ງໃກ້ຈະຮອດວັດສະດຸທີ່ສນວນ. ໃນປະຈຸບັນ, electrolytes ທີ່ແຂງແກ່ນຂອງ Zro2-based, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນSofC, ໃຊ້ Oxident Oxident ຫຼື trovend ທີ່ແນ່ນອນຫຼື dope zro2 ເພື່ອທົດແທນຕໍາແຫນ່ງຂອງ zr ^ (4+) ດ້ວຍ ine ໂລຫະທີ່ມີຄຸນວຸດທິທີ່ມີຄຸນວຸດທິຕ່ໍາ. ດັ່ງນັ້ນ, Zro2 (ໂຄງສ້າງ fluorite) ມີໂຄງສ້າງໄລຍະທີ່ຫມັ້ນຄົງຈາກອຸນຫະພູມໃນຫ້ອງ ໃນສະຖຽນລະພາບຂອງ Zro2 ທີ່ສະຖຽນລະພາບນີ້, o ^ (2-) ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສື່ກາງ, ນັ້ນແມ່ນ, ກົນໄກທີ່ພັກອາໄສແມ່ນໃຊ້ເພື່ອສະແດງ O ^ (2-) ການສະແດງ. ໃນປະຈຸບັນ, ວັດສະດຸທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດທີ່ໃຊ້ເປັນ electrolyte ແມ່ນ Y2o3-abustzized zro2 (ຕົວຫຍໍ້ເປັນ YSZ). ການປະຕິບັດ Ion ຂອງມັນບໍ່ປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນເວລາທີ່ຄວາມກົດດັນຂອງອົກຊີເຈນປ່ຽນແປງຫຼາຍກ່ວາສິບຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດ. ໃນປະຈຸບັນ, ວິທີການກະກຽມຮູບເງົາ YSZ ທີ່ມີປະສິດຕິພາບທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນຈຸດຮ້ອນແລະຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຄົ້ນຄວ້າຂອງຄົນ.

II. anode aial

ເອກະສານໄຟຟ້າຂອງSofCເປັນຄັ້ງທໍາອິດຂອງການປະຕິບັດຕົວຈິງ. ອຸປະກອນການ anode ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການອັດສະຈັນທາງອີເລັກໂທຣນິກທີ່ສູງ, ສະຖຽນລະພາບໃນການຫຼຸດຜ່ອນບັນຍາກາດແລະອາກາດທີ່ດີ. ເພາະສະນັ້ນ, ຄໍາຂາວທີ່ໃຊ້ເປັນປົກກະຕິ, ແຕ່ platinum ລາຄາແພງ. ການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸໂລຫະເຊັ່ນ Nickel ແລະ Cobalt ຈະເຮັດໃຫ້ການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນແລະການປະຕິບັດການຫນຽວ, ແລະການປະຕິບັດງານທີ່ມີອຸນຫະພູມໃນໄລຍະຍາວກໍ່ຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງມັນ. ທິດທາງການຄົ້ນຄວ້າໃນປະຈຸບັນແມ່ນການໃຊ້ເຄື່ອງປັ້ນດິນເຜົາໂລຫະເປັນວັດສະດຸ anode, ແລະສິ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດແມ່ນ YSZ Composite. ຫນ້າທີ່ສໍາຄັນແມ່ນການສຶກສາຂະບວນການທີ່ສົມເຫດສົມຜົນແລະກະກຽມເອກະສານ NI-YSZ ປະກອບດ້ວຍການປະຕິບັດທີ່ເຫມາະສົມ.

III. ສາຍາກອນ

CathOde ຂອງ SOFC ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບ anode ແລະກໍ່ຄວນຈະເປັນຮູບເງົາທີ່ດໍາເນີນການແບບເອເລັກໂຕຣນິກ porous. ນັບຕັ້ງແຕ່ Cathode ຂອງຫມໍ້ໄຟເຮັດວຽກໃນບັນຍາກາດການຜຸພັງທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງແລະມີບົດບາດໃນການໂອນເອເລັກໂຕຣນິກແລະການສົ່ງຕໍ່ອົກຊີເຈນ, ຄວາມຕ້ອງການຂອງ CATHODE MOICE. ອຸປະກອນການ CATHODE ຄວນຈະມີການຜະລິດໄຟຟ້າສູງ, ຄວາມຕ້ານທານການຜຸພັງສູງແລະສະຖຽນລະພາບຄວາມຮ້ອນສູງ, ແລະບໍ່ຄວນປັບປຸງເຄມີສາດດ້ວຍໄຟຟ້າ. ວັດຖຸດິບປະເພນີແມ່ນໂລຫະ Platinum, ແລະການພັດທະນາທີ່ຜ່ານມາແມ່ນ doped camicics oxide - lamno3. ໃນຖານະເປັນອຸປະກອນການ coHODE ຂອງ SOFC, ການທົດລອງຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍໄດ້ພິສູດວ່າ la1-xsr xmno3 ແມ່ນອຸປະກອນການ coathode ທີ່ຕ້ອງການ.

iv. ເຊື່ອມຕໍ່ເອກະສານ

ເອກະສານເອເລັກໂຕຣນິກແລະເອເລັກໂຕຣນິກພ້ອມກັນປະກອບເປັນຫົວຫນ່ວຍແບັດເຕີຣີແບັດເຕີຣີຂະຫນາດສາມໃນຫນຶ່ງດຽວ. ພະລັງງານຂອງແບດເຕີຣີແບບດຽວແມ່ນມີຈໍາກັດແລະສາມາດສ້າງແຮງດັນໄຟຟ້າປະມານ 1V ເທົ່ານັ້ນ. ໃນຄໍາສັ່ງທີ່ຈະໄດ້ຮັບຫມໍ້ໄຟທີ່ມີພະລັງງານສູງ, ມີແບັດເຕີຣີຫຼາຍຫນ່ວຍຕ້ອງໄດ້ເຊື່ອມຕໍ່ກັນໃນຫລາຍຮູບແບບ (ຊຸດ, ຂະຫນານ, ເຊິ່ງປະສົມໃສ່ອຸປະກອນການເຊື່ອມຕໍ່ແລະວັດສະດຸປະສົມ. ໃນ SOFC, ສ່ວນປະກອບຂອງຕົວເຊື່ອມຕໍ່ແມ່ນຈໍາເປັນຕ້ອງມີການອັດສະຈັນແລະສະຖຽນລະພາບທາງອີເລັກໂທຣນິກທີ່ດີໃນອຸນຫະພູມສູງ. ໃນປະຈຸບັນ, ມີພຽງແຕ່ຜຸພັງຈໍານວນຫນຶ່ງເທົ່ານັ້ນທີ່ສາມາດໃຊ້ເປັນອຸປະກອນການເຊື່ອມຕໍ່ SoFC, ເຊັ່ນ Larthanum chromate (lacro3) ກັບໂຄງສ້າງ perovskite. ວັດສະດຸໂລຫະປະສົມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງໃຊ້ເປັນເອກະສານເຊື່ອມຕໍ່ SOFC ກໍ່ແມ່ນຈຸດພິເສດຂອງການຄົ້ນຄວ້າ.

V. ອຸປະກອນການປະທັບຕາແລະຄົນອື່ນ

ວັດສະດຸປະທັບຕາແມ່ນໃຊ້ໃນການເຊື່ອມຕໍ່ອຸປະກອນໄຟຟ້າແລະອຸປະກອນເຊື່ອມຕໍ່ຮ່ວມກັນ. ພວກເຂົາຕ້ອງມີຄວາມຕ້ານທານກັບອຸນຫະພູມສູງ. ພາຍໃຕ້ອຸນຫະພູມປະຕິກິລິຍາແບັດເຕີຣີ (700 ~ 1000 ℃), ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ພວກມັນຖືກກະກຽມໂດຍທົ່ວໄປໂດຍການປະສົມກະຊາ ceramic. ນອກຈາກນັ້ນ, ອຸປະກອນຊ່ວຍເຫຼືອອື່ນໆແມ່ນຈໍາເປັນ, ເຊັ່ນວ່າທໍ່ corundum ເປັນຫ້ອງອາຍແກັສທີ່ມີອາຍແກັສແລະກິ່ງງ່າເປັນທໍ່ອາຍແກັສນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ. ພວກເຂົາທັງຫມົດມີເຄື່ອງນຸ່ງຫົ່ມແລະຮ້ານຂາຍເຄື່ອງອາກາດແລະຕ້ອງໄດ້ຜະນຶກເຂົ້າກັນແລະເຊື່ອມຕໍ່.

vi. ການຊຸມນຸມ cell ດຽວ

SofC ຂະຫນາດໃຫຍ່ແມ່ນຫມໍ້ຫມໍ້ໄຟປະກອບດ້ວຍຈຸລັງດຽວທີ່ວາງໄວ້ໃນໂຄງສ້າງຕ່າງໆ. ໃນປະຈຸບັນ, ຊຸດຫມໍ້ໄຟ 4 ປະເພດໄດ້ຖືກພັດທະນາ, ລວມທັງຫຼອດ, serial, block, ແລະແປ. ໃນການນໍາໃຊ້ພາກປະຕິບັດ, ຈຸລັງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟສ່ວນບຸກຄົນແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ໃນຊຸດແລະ / ຫຼືໃນຂະຫນານເພື່ອປະກອບເປັນຊອງແບັດເຕີຣີເພື່ອຕອບສະຫນອງໂປແກຼມສະເພາະ. ໃນຫ້ອງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟດຽວທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1.5, anode, electrolyte, ແລະ cathode ປະກອບເປັນໂຄງສ້າງປະກອບສາມໃນຫນຶ່ງດຽວ. ໃນການຄົ້ນຄວ້າແລະການປຸງແຕ່ງຕົວຈິງ, 4 ປະເພດໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ: ປະທັບຕາອອກແບບເປັນຫຼອດ, ການອອກແບບຊຸດ, ການອອກແບບຊຸດ, ແລະການອອກແບບແປນ. ແຜນວາດໂຄງສ້າງແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2.

ຮູບທີ 2 ແຜນວາດໂຄງສ້າງຂອງ SofC