流延-叠层法制备平板型中温固体氧化物燃料电池的研究的综述报告.docx
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流延-叠层法制备平板型中温固体氧化物燃料电池的研究的综述报告中温固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种高效、环保的能源转换技术,近年来引起了广泛的关注和研究。其中,平板型SOFCs具有结构紧凑、生产工艺简单、易于堆叠等优点,因此成为了研究的热点之一。流延-叠层法(Slipcasting)是一种用于制备SOFCs的常用方法之一,它通过流聚和叠层等步骤,制备出具有高导电性和高氧离子传递性能的功能材料。本文将对流延-叠层法制备平板型中温固体氧化物燃料电池进行综述。一、流延-叠层法的原理及特点流延-叠层法是一种将材料浆料借助重力作用在平面模具中有序流动聚集并以一定次序叠层的制备方法,它常用于制备高性能复杂形状的陶瓷器具、电子元器件和功能材料等。该方法具有以下特点:1.流延制备过程简单流延技术不需要复杂的设备和昂贵的原材料,方法简单,易于制备大规模产品。只需要制备好浆料和模具,将浆料倒入模具中,借助重力作用,通过模具中的拱形构造,使浆料在模具中有序流动,并形成规定形状的组件。2.制备成本低由于该方法使用普通原材料、简单设备和常规工艺,因此制备成本相对较低,与其他制备方法相比具有更高的经济效益,同时也更类似于工业化生产。3.可控性强流延-叠层法在制备过程中可控性强,通过调整浆料粘度、浆料成分、模具结构等参数,可以调整成品的组织结构、性能和尺寸等。二、流延-叠层法制备平板型中温固体氧化物燃料电池的研究1.浆料制备材料浆料是制备平板型SOFCs的重要环节之一,通常采用固态反应制粉法制备,粉末中添加适量的粘结剂,并加入氧化物粉末,通过球磨和混合等步骤,使浆料成分均匀。此外,还可以在浆料中加入纳米材料、稳定剂等,以调节电导率和氧离子传输性能。2.流延工艺制备平板型SOFCs用到的模具通常为平板状,可以是单根或多根,具体根据实际需求确定。制备过程中,首先将浆料倒入模具中,通过模具中的拱形构造,使浆料在模具中有序流动,逐渐从模具中排出多余水分,在干燥过程中自然压实。在模具中形成具有一定形状和厚度的薄片,然后在高温条件下进行硬化和烧结。3.结构优化流延-叠层法制备的平板型SOFCs需要优化其组织结构和性能,以提高其工作效率和寿命。常见的优化措施包括:(1)优化导电层和电解质层结构,以提高氧离子传输速率和电导率。(2)增加陶瓷加固层,以提高组件的机械强度和耐腐蚀性。(3)通过添加剂优化浆料配比,调整成品的化学成分和物理性质等。4.应用研究基于流延-叠层法制备的平板型SOFCs已经被广泛应用于省能环保、航空航天、新能源等领域。研究表明,该技术制备的SOFCs具有高的电化学性能、优异的氧离子传输性能和良好的热稳定性等特点,可望在未来成为一种应用广泛的高效能源转换技术。三、总结本文综述了流延-叠层法制备平板型中温固体氧化物燃料电池的原理、特点、工艺、优化和应用等方面的研究进展,总结了该方法的优点和不足之处。虽然在制备过程中需要控制水分、浆料成分、模具制作等多个因素,但其制备成本低、制备过程简单、可控性强,能够满足工业化生产需求,因此逐渐成为一种应用前景广阔的SOFCs制备技术。未来可通过优化材料、工艺和设备等方面的研究,提高其性能和效率,从而为节能环保、新能源等领域的发展做出贡献。
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