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半导体材料提升SOFC效率

2019/10/16 12:28:291308

研究人员正试图通过降低固体氧化物燃料（SOFC）电池运行温度的方法，增加其效率。一旦SOFC的效率得以提高，SOFC将可以应用到汽车、社区电站等更广泛的领域。研究人员发现了一种半导体材料，使用该材料的SOFC的工作温度降低为原来的三分之一。

美国能源部西北国家实验室发现了一种锶铬氧化物，该氧化物具有半导体性质，氧气在该种材料中容易扩散，且扩散作用发生温度很低，这使得燃料电池的效率可以提高。据悉，目前SOFC用材料要在800℃下才能实现吸收和发射带负电的氧粒子的功能。要进一步拓宽燃料电池的应用范围，必须提升材料性能，降低运行温度。西北国家实验室的研究人员尝试把金属氧化物做成一种叫钙钛矿的结晶体形式，以获得更好的电学性能。在此种晶体中，锶铬与氧均堆叠在立方体中，这使得金属离子与周围的氧离子紧密结合。另一方面，在晶体中具有不少氧缺位。这些缺位会分布在规则的平面中，形成独特晶体结构。正是这些平面结构为氧气的输送提供通道，使得该材料在250℃下便可满足SOFC的反应要求，这将大大降低SOFC的运行温度，达到提高其效率的目的。