一种具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池及其制备方法技术

技术编号:46570135 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-10 21:17
本发明专利技术提供了一种具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池及其制备方法,可逆固体氧化物电池包括由下至上层叠设置的氢电极层、电解质层、阻挡层以及氧电极层,其中,氧电极层包括多个电极单元,相邻两电极单元之间存在间隙;本发明专利技术通过将可逆固体氧化物电池的氧电极层设计为多个间隔设置的电极单元,单个电极单元的几何各向同性使其在受力时能均匀分散热应力与机械应力,避免局部过载;从传质角度看,相邻电极单元间的间隙充当氧气释放快速通道,能够有效降低氧分压梯度,加快氧扩散效率。这两方面的设计协同作用,可大幅减小氧电极层与阻挡层界面因应力不均、氧分压差异产生的分层风险,进而显著提高固体氧化物电解池的可靠性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可逆固体氧化物电池,尤其涉及一种具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池及其制备方法


技术介绍

1、由于全球能源需求不断增加和环境问题日益突出,对可再生能源的需求也愈加紧迫。可逆固体氧化物电池(rsoc)是一种高效、清洁的能量转换装置,因其燃料适应性广、全固态结构及能量转化效率高等优势,在分布式发电、新能源汽车等领域展现出广阔应用前景。可逆固体氧化物电池(rsoc)由氧电极、阻挡层、电解质、氢电极等组成,并具有固体氧化物电解电池(soec)和固体氧化物燃料电池(sofc)两种工作模式。其中soec模式可以将电能转化为氢气、合成气、甲烷等燃料形式的化学能,sofc模式可有效地将燃料中的化学能转化为电能。

2、然而,rsoc的长期性能稳定性,以及较高的制造成本限制了其商业化进程。氧电极(即在sofc模式下的阴极,在soec模式下的阳极)是rsoc关键部件之一,其性能直接影响整个电池的效率和稳定性。然而,传统的平板式电池氧电极设计通常采用整块正方形结构,在长期运行过程中,特别是在频繁的模式转换和高温热循环环境下,该结构面临以下挑战:(1)热本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,所述可逆固体氧化物电池包括由下至上层叠设置的氢电极层、电解质层、阻挡层以及氧电极层;

2.根据权利要求1所述的具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,多个所述电极单元呈阵列排布,相邻两所述电极单元的间距相等。

3.根据权利要求2所述的具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,每个所述电极单元在所述氢电极层上的正投影形状包括多边形、圆形、椭圆形和水滴形中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,所述氢电极层在所述阻挡层上的正投影形状为正四边形...

【技术特征摘要】

1.一种具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,所述可逆固体氧化物电池包括由下至上层叠设置的氢电极层、电解质层、阻挡层以及氧电极层;

2.根据权利要求1所述的具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,多个所述电极单元呈阵列排布,相邻两所述电极单元的间距相等。

3.根据权利要求2所述的具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,每个所述电极单元在所述氢电极层上的正投影形状包括多边形、圆形、椭圆形和水滴形中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,所述氢电极层在所述阻挡层上的正投影形状为正四边形;每个所述电极单元在所述氢电极层上的正投影形状为正四边形。

5.根据权利要求2所述的具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,相邻两所述电极单元的间距为150~250μm。

6.根据权利要求1所述的具有结构稳定性的可逆固体氧化物电池,其特征在于,所述氢电极层和所述电解质层的材质均包括ni-ysz材料,所述阻挡层的材...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴鹏杨瑛区定容唐渊廖梓豪王泽嵩陈蔼峻何彬彬
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司广州供电局
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1