Notkun og kostir nikkel froðu í fastoxíð eldsneytisfrumum (SOFC)

Notkun og kostur nikkel froðu í fastoxíð eldsneytisfrumum (SOFC).

Í fyrsta lagi skulum við skilja hvað fast oxíð eldsneytisfrumur (SOFC) eru. Foli oxíð eldsneytisfrumur (SOFC), einnig þekkt sem allar - fast - ástand eldsneytisfrumur eða keramikeldsneytisfrumur, eru tæki sem umbreyta beint eldsneytisorku í raforku með rafefnafræðilegum viðbrögðum. Ólíkt öðrum tegundum eldsneytisfrumna treystir SOFC ekki á góðmálmahvata til að stuðla að rafefnafræðilegum viðbrögðum, sem að vissu leyti dregur úr háð sjaldgæfum málmum og dregur úr kostnaði.

SOFC hefur marga kjarna kosti, sem gerir það að heitt efni á orkusviðinu:

Frá vinnureglunni er SOFC „öfug ferli“ við rafgreiningu vatns. Í því ferli rafgreiningar vatns er vatn brotið niður í vetni og súrefni; Í SOFC á sér stað eldsneyti oxunarviðbrögð við rafskautið, viðbrögð við oxunarefni á sér stað við bakskautið og jónir eru gerðar í gegnum salta til að mynda raforku og hitaorku. Sérstaklega er eldsneyti (svo sem vetni) oxað við rafskautið, losar rafeindir og róteindir (eða jónir); Súrefni er fækkað í súrefnisjónir við bakskautið og súrefnisjónir flytja til rafskautsins í gegnum fastoxíð salta, sem bregst við eldsneyti til að mynda vatn eða aðrar vörur, á meðan rafeindir renna í gegnum ytri hringrásina til að mynda straum og átta sig á afköst raforku.
Með vinnureglu sinni getum við skilið umsókn og kosti nikkel froðu sem hér segir:
1.
- þriggja - víddar porous uppbygging nikkel froðu er hægt að nota sem rafskautaverkefni, sem veitir hátt sérstakt yfirborðssvæði, eykur viðbragðsvirku staðina og stuðlar að oxunarviðbrögðum eldsneytis (svo sem vetni eða metan). Í samanburði við hefðbundna Ni - YSZ rafskaut, getur mikil leiðni þess dregið úr ohmískum tapi og bætt rafræna leiðni skilvirkni.
2. Núverandi safnari
- Sem núverandi safnari á rafskautahliðinni gerir porous uppbygging nikkel froðu kleift að dreifast frjálslega, en safnar á skilvirkan hátt núverandi, dregur úr viðnám viðmóts viðmóts og hámarkar afköst rafhlöðunnar.
3. Stuðningur við málmstuðning
- Sem beinagrind málms - studd SOFC, getur mikill vélrænni styrkur og hitauppstreymi nikkel froðu aukið endingu rafhlöðunnar, stutt þynnri raflausnarlög, dregið úr rekstrarhita (svo sem 600-800 gráðu) og styttan upphafstíma.
4. Samsett rafskautsefni
- samsett með raflausnarefni (eins og YSZ) til að mynda fjöl - stigs svitahola, bæta sendingu eldsneytis og oxunar en viðhalda hvatavirkni.
Kostir
1. mikil porosity og gasdreifingargeta
- þrír - víddarskipulagið (Porosity 70-95%) stuðlar að samræmdri gasdreifingu, dregur úr styrkleika og bætir skilvirkni viðbragðs.
2. Framúrskarandi leiðni
- Leiðni hreinnar nikkel er verulega betri en í keramik samsettum, sem dregur úr ohmískri skautun og bætir skilvirkni orkubreytinga.
3. Vélrænn styrkur og hitauppstreymi
- Tougness of Metal Foam er betri en keramikefna og það þolir hitauppstreymi og vélrænni titring og er hentugur fyrir háhita umhverfi (andstæðingur - oxunarmeðferðar er krafist).
4.. Framleiðsla sveigjanleiki
- auðvelt að vinna í flókin form, styðja stórt - kvarða framleiðslu og getur dregið úr framleiðslukostnaði.

Auðvitað eru aðrar áskoranir og varúðarráðstafanir.
- Oxunarvandamál við háhita: Það er nauðsynlegt að bæta oxunarþol með málmblöndu (svo sem að bæta við CR, Al) eða húð (eins og YSZ), sérstaklega við oxandi andrúmsloft.
- hitauppstreymi samsvörun: Það er nauðsynlegt að samræma við hitauppstreymistuðul raflausnarefnisins (eins og YSZ, GDC) til að forðast sprungu viðmóts.
- langur - stöðugleiki: það er nauðsynlegt að bæla sintring tilhneigingu nikkel og viðhalda stöðugleika porous uppbyggingarinnar.
Rannsóknarvörn
Rannsóknir hafa kannað nikkel froðu sem verksmiðju undirlag eða málmstuðning, svo sem að útbúa samsettar rafskautar með rafskaut eða efna gufu, ásamt hefðbundnum hvataefni (svo sem Ni- YSZ), sem hefur framúrskarandi afköst til að draga úr skautun viðnám og auka aflþéttni. Í málmi - studdi SOFC, hafa léttvigt og hátt - styrkur einkenni nikkel froðu vakið mikla athygli.
Í stuttu máli, nikkel froðu hefur verulegan notkunarmöguleika í SOFC, sérstaklega til að hámarka gasflutning, bæta leiðni og vélrænni eiginleika, en hagnýt notkun þess þarf að leysa vandamál efnislegs eindrægni og stöðugleika í háum hitaumhverfi.