低温で高い性能を持つ,容易に加工されたプロトンセラミック燃料電池
Chuancheng Duan1, Jianhua Tong2, Meng Shang1
1Colorado School of Mines, 1500 Illinois Street, Golden, CO 80401, USA.
Science (New York, N.Y.)
|July 29, 2015
まとめ
陽子セラミック燃料電池 (PCFC) は,新しい製造方法と新しいカトド材料のおかげで,水素とメタン燃料で高い電力密度を達成し,より低い温度 (350~550°C) で動作できます.
科学分野:
- 材料科学
- 電気化学
- エネルギー変換
背景:
- 陽子セラミック燃料電池 (PCFC) は,より高い陽子伝導性により,固体酸化物燃料電池 (SOFC) よりも低い温度で動作します.
- PCFCの製造とカトドの開発の課題は,その広範な採用を制限しました.
研究 の 目的:
- PCFCの製造過程を簡素化する.
- 中間の温度で性能を向上させる 新しいカトド材料を作る
- 開発されたPCFCの長期的な安定性と効率性を実証する.
主な方法:
- 単一の中温処理段階でのシンタリング剤を用いたPCFCの製造.
- 多機能カトド材料の開発: BaCo{0.4}Fe{0.4}Zr{0.1}Y{0.1}O{3-δ} (BCFZY{0.1})
- 350°Cから500°Cの温度で,H2とCH4の燃料でPCFCボタンセルを試験する.
主要な成果:
- 簡素化された中温プロセスでPCFCの製造を成功させた.
- H2で455mW/cm2とCH4で142mW/cm2の高い電力密度を達成した.
- 1400時間以上分解せず, 350°Cまで安定した動作が証明されています.
結論:
- 開発された製造方法とカトド材料により,PCFCの低温で効率的で安定した動作が可能になります.
- これらの進歩は,水素と炭化水素燃料を用いたPCFCの実用化への道を開く.
- この研究は,PCFCがクリーンなエネルギー発電の実行可能な代替手段として持つ可能性を強調しています.
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