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1、碳酸盐燃料电池阴极材料的研究进展刘和平摘要：传统熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）的阴极材料是锂化的多孔NiO,NiO在催化O2,电导率和机械性能方面均满足MCFC对阴极材料的要求。MCFC作为第二代商业化的燃料电池，其在热电联供电厂，分布式电站方而的运用优势明显。但限制其运用和商业化扩大的原因在于其阴极材料的溶解。NiO溶解在碳酸盐电解质中并向阳极扩散，在阳极氏的还原作用下Ni?+以金属鎳的形式沉积在电解质隔板孔隙内壁。从而造成电池短路，崩溃甚至爆炸。本文综述了近年來MCFC阴极材料的研究进展，讨
2、论了各种改进措施的优缺点、収得成功的方面和机理，并对MCFC的前景做了分析和展望。关键词：燃料电池熔融碳酸盐燃料电池MCFC阴极包覆掺杂热电联供电厂ResearchprogressincathodematerialofmoltencarbonatefuelcellLiuHe-ping,SuYu-chang,FangHui-hui(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,CentralSouthUniversity^Changsha,Hunan410083)a
3、bstract：Thetraditionalcathodematerialformoltencarbonatefuelcell(MCFC)isporouslithiated-Ni0・ItmeetstherequiresofMCFCinconductivity,catalyzingO2andmachanicalperformance.MCFC,asthesecondcommercializedfuelcell,haveremarkableadvantagesindistributedpowerst
4、ationandstationaryapplicationcombinedheatandpower.Howevenitsuseandlargercommercializingwerelim让edbythedissolutionofcathode.BecauseNiOwasdissolvedintomoltencarbonateelectrolyteandsubsequentlyNi2+diffusedtotheanode.Inthisprocess;Ni2+wasdeoxidizedintoma
5、tallicnickelbythedissolvedH2fromanodeandprecipitatedinthematrix.Thecontinuousdepositionformedbridgedgrains,andeventuallyshortcircuitingofthecellcollapseandexpbsion.Here,wesummerizedtheresearchingprogressofcathodeinMCFCduringthepastfewyears,discussedt
6、hesedefectsofdifferentwaysofmodifyingmaterial,thesuccessfulaspectsandprinciples,andmakeprospectsforthetomorrowofMCFC.Keywords：Fuelcell(FC)；moltencarbonatefuelcell；MCFC；cathode；coating；doping；stationaryapplicationcombinedheatandpower；燃料电池是一种新型的电池体系，它不
7、仅可以把出的化学能直接转化为电能，并且能直接利用甲醇，天然气等坯类燃料。运行过程屮没有噪音和有毒气体排放。熔融碳酸盐燃料电池是继碱性和磷酸型燃料电池(AFC,PAFC)之后成功商业化的第二代燃料电池。其工作原理是利用阴极催化产生的cP■与C02结合成co32-,co32-it碳酸盐熔融介质中传递到阳极,与阳极催化产生的H+反应生成H2O和C02，电子则由外电路阳极传输到阴极⑴。MCFC己成为20世纪80年代以来，美，日，西欧主要发展的民用发电技术。美国FCE(FuelCellEnergy)公司从
8、2001年开始就进入分布式发电电源市场，并成功开发了一系列的民用产品［2】。如图1,就是这家公司的DFC3000型2.4MW级发电模块。同时，MCFC电堆和微型涡轮燃气轮机的联合供电也取得了成功。我国也由上海交通大学在这方血开展研究，并于2001年和上海电气集团合作成功开发了lkw级电堆。现正在开展研制50KW级的电堆。图1：美国FCE公司的DFC3000(2.4MW级)MCFC电堆Fig.1MCFCstationaryapplication(DFC3000,2.4MW)ofFCEcompany
