提高燃料電池穩定性 “熱縮冷脹”材料來幫忙新知
時間:2021-03-25 09:35來源:科技日報 作者:金鳳,周偉
點擊:
次
固體氧化物燃料電池的商業化之路，遭遇的一個“攔路虎”就是熱機械不穩定性，即電池在熱循環中容易開裂、分層、破損。3月12日，科技日報記者從南京工業大學（以下簡稱南工大）獲悉，該校固態離子與新能源技術團隊創新性地提出了一種熱膨脹補償的策略，實現了燃料電池陰極與其他電池組件之間的完全熱機械兼容，從而解決了阻礙固體氧化物燃料電池商業化進程的一大技術難題。這一突破性成果近日登上國際頂級期刊《自然》。
“熱機械不穩定性，是指固體氧化物燃料電池在高溫下運行時，電池不同組件之間的熱膨脹行為不匹配，會引起較大的內部應變梯度——在不同的位置應力不一樣，導致電池退化、分層或破裂。”研究團隊周嵬教授介紹，由于出色的氧化還原催化活性和高電導率，燃料電池最受歡迎的陰極材料是含鈷的鈣鈦礦氧化物，然而鈷基鈣鈦礦陰極的問題在于，它們的熱膨脹系數非常高，遠遠大于常用的電解質，導致熱機械不兼容。
為了大幅降低鈷基電極的熱膨脹系數，又不對氧還原反應施加負面影響，南工大教授邵宗平和周嵬團隊提出用熱膨脹補償策略克服上述技術瓶頸：通過固相燒結，將具有高電化學活性和熱膨脹系數的鈷基鈣鈦礦與負熱膨脹材料結合在一起，在兩者之間引發了有益的界面反應，從而形成具有與電解質良好匹配的熱膨脹性能的復合電極。
“熱膨脹補償策略是指用負的熱膨脹去抵消正的熱膨脹。我們日常生活中所見的物體一般都是熱脹冷縮的，而所謂負熱膨脹材料卻正好相反，它是‘熱縮冷脹’的。”論文第一作者、南工大博士生章遠介紹，團隊成員經過近六年的反復實驗摸索、接近一年的論文修改，才取得可喜進展。
最終，研究團隊所獲得的復合電極材料顯示出良好的電化學性能和出色的熱機械穩定性。具體而言，在600攝氏度下，復合電極具有良好的催化活性；在經歷40次熱循環后，性能僅下降了8%。
周嵬介紹，優化的鈣鈦礦化學組成和良好的熱機械穩定性，共同促進了這種復合陰極的出色電化學性能，并為未來的固體氧化物燃料電池的電極設計開辟了一條嶄新路徑。
(責任編輯：子蕊)
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.astra-soft.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.astra-soft.com
猜你喜歡
-
麻省理工李巨EMA：固態電池的多孔混合離子電子導體層
2021-06-10 11:42 -
工程師開發出可穩定氣態電解質的隔膜 使超低溫電池更安全
2021-06-10 08:45 -
Page-Roberts創新專利將電池安裝在車艙內 可使續航增加30%
2021-06-09 12:24 -
德國新研究發現：固態電池界面涂覆納米涂層可讓電池穩定
2021-06-09 09:09 -
賓州州立王朝陽院士團隊：熱調控電池讓電動飛行汽車商業化成為現
2021-06-08 10:10 -
密歇根大學列出鋰金屬固態電池的主要問題 以推動其商業化發展
2021-06-07 08:38 -
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
崔屹鮑哲南團隊設計新型電解液，有望解決金屬鋰電池循環壽命難題
2021-06-04 10:10 -
南京大學金鐘課題組設計介觀結構鋰負極材料用于高比能鋰金屬電池
2021-06-04 08:53 -
斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發儲能系統 最高可儲能328kWh
2021-06-03 10:23
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
麻省理工李巨EMA：固態電池的多孔混合離子電子導體層
2021-06-10 11:42 -
工程師開發出可穩定氣態電解質的隔膜 使超低溫電池更安全
2021-06-10 08:45 -
Page-Roberts創新專利將電池安裝在車艙內 可使續航增加30%
2021-06-09 12:24 -
德國新研究發現：固態電池界面涂覆納米涂層可讓電池穩定
2021-06-09 09:09 -
賓州州立王朝陽院士團隊：熱調控電池讓電動飛行汽車商業化成為現
2021-06-08 10:10 -
密歇根大學列出鋰金屬固態電池的主要問題 以推動其商業化發展
2021-06-07 08:38 -
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
崔屹鮑哲南團隊設計新型電解液，有望解決金屬鋰電池循環壽命難題
2021-06-04 10:10
本月熱點
-
2020年鋰電池行業研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發｜深圳一鋰電企業停止經營、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53
企業微信號
微信公眾號