固體氧化物燃料電池是將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置,具有高效率、零污染、無噪聲等特點(diǎn)。它可以為民用、貿(mào)易、特種和交通運(yùn)輸?shù)忍峁└哔|(zhì)量的電源。

以下是固體氧化物燃料電池的構(gòu)件

1、元件技術(shù)

由于SOFC工作溫度高，對(duì)構(gòu)成電池的元件的材料要求很高，包括在氧化還原環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性、電導(dǎo)率、高溫機(jī)械性能相容性等。

2、電極

2.1陽極

SOFC的電極為微孔氣體擴(kuò)散電極。陽極通常是由金屬鎳及氧化性穩(wěn)定的氧化鋅(YSZ)骨架—陶瓷合金(功能相似的陶瓷和金屬的混合物)組成。在眾多的金屬元素中選擇金屬鎳是由于其良好的電子傳導(dǎo)能力及其在化學(xué)還原條件下的穩(wěn)定性，另外，鎳還可催化內(nèi)部重整反應(yīng)，使該反應(yīng)直接發(fā)生在電極上。YSZ的作用是防止金屬顆粒燒結(jié)，并可使陽極與電池其他元件的熱膨脹系數(shù)相一致。

2.2陰極

與陽極相似，陰極也是微孔結(jié)構(gòu)，以使反應(yīng)物氣體和產(chǎn)物氣體有很高的傳質(zhì)速度。大部分的陰極材料是電子導(dǎo)電氧化物或者是電子和離子混合導(dǎo)電的陶瓷材料。這是由于這種結(jié)構(gòu)同時(shí)具有對(duì)離子和電子的傳導(dǎo)能力，而這對(duì)低溫SOFC是很關(guān)鍵的。在工作溫度650℃左右時(shí)，使用這種混合傳導(dǎo)氧化物的優(yōu)勢就很明顯了。

3、電解質(zhì)

SOFC對(duì)電解質(zhì)的要求如下:

(1)氧離子電導(dǎo)率高;

(2)電子電導(dǎo)率低;

(3)不滲透反應(yīng)氣體。

氧化鋅基電解質(zhì)適用于SOFC，主要是由于其單純的離子導(dǎo)電性。

4、連接器

連接器用以實(shí)現(xiàn)相鄰電池之間的連接。在板式燃料電池的連接器是雙極板狀，一般采用昂貴的鉻鎳鐵(inconel)不銹鋼，適用于工作溫度在800一1000℃的電池堆。低溫SOFC的優(yōu)點(diǎn)是可以使用便宜材料。管式設(shè)計(jì)中的連接器，最好是選擇陶瓷材料，不過，這種材料需要在高溫(1625`C)燒結(jié)，這是SOFC在制備上的較大問題之一。另外還要兼顧電池各元件間的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能及其相容性，不致使其因在過高溫度燒結(jié)而降低。