固态氧化物燃料电池性质量测

固態氧化物燃料電池性質量測Reporter：Chin-LungLiuAdviser：C.Y.ChenOxideLab燃料電池與傳統熱機發電比較(A)傳統熱機發電:(B)燃料電池發電:

燃燒化學能熱能機械能電能化學能學電化反應電能特點1.效率高2.噪音低3.污染低4.進料廣5.用途多燃料電池鹼性燃料電池（AFC）

磷酸燃料電池（PAFC）

熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）質子交換膜燃料電池（PEMFC）固態氧化物燃料電池（SOFC）常見燃料電池類型

SOFC優勢

無腐蝕，無溢漏燃料選擇範圍廣回收餘熱進行熱電合併，能量效率高無需使用貴重金屬觸媒耐硫化物的能力强600C~2000C低溫燃電1600C~2200C中溫燃電6000C~12000C高溫燃電固態電解質來由1834發現固體PbF2於500~6000C具有傳導電流的能力，但當時不知道此電流是由氟離子移動所造成的，直到1910年實驗證實離子可以攜帶並傳導電流，此後、人類才開始對”固態離子導體”有所認識也發現在某些陶瓷材料中ex:ZrO2、CeO2、βAl2O3等氧化物的離子導電度可以達到液體電解質的程度，因此稱之為”固態電解質SolidElectrolyte”或”超離子導體SuperIonicConductor”且此種具有高離子導電度之氧化物、其結晶構造通常較為開放:如螢石(fluorite)與焦綠石(pyrochlore)結構

Ex:CeO2、CaF2Ce+4:Fcc晶格點位置螢石結構為AX2typeO2-:所有四面體格隙位置CeO2Defectchemistry:Y2O3CeO22YCe'+Vo+3Oo¨×2氧空孔SOFC工作原理O2-O2-O2-O2-O2-O2-CathodeElectrolyteAnodeAirCO2H2OFuelVe-e-陰極半反應:1/2O2+2e-→O2-陽極半反應:H2+O2-→H2O+2e-CO+O2-→CO2+2e-總反應:mH2+nCO+1/2(m+n)O2→mH2O+nCO2交流阻抗分析法之原理與應用交流阻抗分析簡介交流阻抗分析經常被使用於研究材料傳導性質或其表面電化學反應，具有將系統中的物種遷移、複雜反應或同時發生的多重反應以不同頻率範圍分離，進而獨立表現的能力，並將所得到之各種材料特性，以電子元件訊號來模擬。交流阻抗分析之原理:對系統施加一小振幅之交流訊號(頻率

)，系統會有一對應之正弦波電流響應，但會存在一相角差。各基本電子元件之相位角:電阻電容電感阻抗函數之定義:由歐姆定律以複數型式表示阻抗觀念較電阻更具一般性，因其多考慮了頻率與相位差因素，若將阻抗繪於複數平面上則

可清楚表示各種電子元件訊號。由複數平面表示法可清楚定義阻抗的各分量、大小以及相位角等物理量:交流阻抗圖譜是由一連串對應某頻率範圍之阻抗所組成，以下為各電子元件及其相互組合後之阻抗在複數平面所呈現之形式:1.電阻純電阻遵守歐姆定律，V=IR、θ=0，其阻抗值等於本身之電阻值，與頻率無關。RRC)|2.電容相位角，阻抗值與頻率有關，其中C即為電容值，當電容較大或頻率較高時會有較小之阻抗。3.電阻與電容串聯當電阻與電容串聯，總阻抗值為各元件之加成。C)|RR4.電阻與電容並聯當電阻與電容並聯，總阻抗值之倒數為各元件阻抗值倒數之加成。RC)|R交流阻抗分析之