天然矿物制备IT-SOFC硼酸盐玻璃体系封接材料的研究

苏蕙 吴也凡

（景德镇陶瓷学院，江西景德镇333001）

0引言

固体氧化物燃料电池（SOFC）具有能量转化效率高、环境友好、适用燃料范围广、寿命长等一系列优点，被认为是21世纪的绿色能源。近年来，世界各主要工业国在SOFC的关键材料、工艺过程和系统集成等方面的研究与开发取得了重大的进展。SOFC具有管式和平板式两种结构，其中的平板式SOFC由于具有功率密度高、生产成本低等优点，引起了广泛的关注。平板式SOFC普遍使用的电解质为8mol％钇稳定氧化锆（YSZ）、连接体为铁素体不锈钢。平板式SOFC封接材料的作用是确保SOFC在整个使用过程中阳极的燃料气体和阴极的氧气不发生混合和泄漏，对其气密性、粘结性、自身的力学、电绝缘性与化学稳定性等具有很高的要求，作为固定电源，要求能够经受几百次的热循环，其寿命必须超过40000 h[1-3]。作为移动电源还必须具有足够高的耐受热循环、抗热震及抗机械震动的能力，其寿命必须超过5000h，并能够经受3000次以上的热循环[4，5]。这对封接材料提出了很高的要求，封接材料的好坏与电池性能的直接相关。平板式SOFC电池的产业化技术瓶颈在于密封。由于封接材料涉及专利技术保护等方面的问题，因而对其报道的数据较少，可靠性也较差。文献对平板式SOFC封接材料的报道主要集中在磷酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃以及云母玻璃密封为基础的体系[6，7]。

我们注意到：在景德镇传统陶瓷制釉的天然原料中往往含有一些微晶相，这些微晶相的存在对釉的（品相等）性质有着重要的影响，SOFC中的玻璃封接材料与陶瓷釉有许多共同的性质。……