固体氧化物燃料电池材料固体氧化物燃料电池.PPT

课程主要章节内容： 主要参考书： 1．M.N.Rahaman, Ceramic Processing and Sintering (2003年第二版) 2．Alain C. Pierre, Introduction to Sol-Gel Processing (1998年) 3．Jame S.Reed, Principles of Ceramics Processing (1995年第二版) 4．Burtrand I.Lee, Edward J.A. Pope, Chemical processing of ceramics. (1994) 5．R.A. Terpstra, P.P.A.Pex, A.H. de Vries, Ceramic Processing (1991) 6．David W. Richerson, Modern Ceramic Engineering (1982) 7．山口乔,柳田博明编, セラミックプロセシング, 丸善株式会社,1982 8. 硅酸盐物理化学 陆佩文等，1991 9. 教材: 现代陶瓷工程学－材料工艺基础之一 (刘杏芹编 ) 当前新材料研究热点领域： ●信息技术领域与信息材料 世所公认，我们当前是处于信息时代， 即以信息技术为时代特征。信息技术主要是指信息的获取、传递、处理、存储、显示等技术，包括微电子技术，光电子技术，计算机技术，软件技术，通讯技术，辐射成像技术，高清晰度电视技术等，以这些技术为基础，互相交叉，形成现代信息高技术和产业。 这些技术的发展的基于种种新型材料，这些材料主要包括： ★ 半导体材料和集成电路、微电子工业 ★ 激光材料与非线性光学材料 ★信息传感与传感器技术材料 ★ 半导体发光材料、液晶显示材料与感光材料 ★ 信息传输材料：石英光纤，非氧化物玻璃纤维，有机聚合物光纤 ★ 信息存储材料：磁记录材料、磁光记录材料、光存储材料 ●新型半导体材料与大规模三维集成电路 ★元素半导体和化合物半导体：Si， Ge，金刚石, III－V、II－VI族化 合物单晶硅Si材料，直径，1970年50mm；1985年150mm； 2000 年225mm集成电路集成度：1987年 100万晶体管/平方厘米,2000 年1000万(1024K)IBM预测, 2007年, 设计线宽将达到0.01 微米, 芯 片上可集成10亿晶体管 ★ GaAs为第二代半导体, 可在300-500℃ 使用, 运算频率可达2000 Mhz而 Si 仅可工作在250℃以下,频率仅为300 MHz ★ GaN为第三代化合物半导体 ,工作放热有可能使电路失效,  发展高热导的II型金刚石是个方向 ★ CVD法金刚石薄膜和AlN薄膜,将有效的提高了集成度 ★ 三维电路要求高性能衬底材料和高热导封装材料的研发 ★ 铁电-Si微集成系统, 具有良好系统功能, 成为当前的研制热点 ●信息传输光纤材料 多模光纤、新型色散补偿光纤与色散管理光纤、稀土掺杂光纤和高聚合物光纤和其他特种微气孔光纤或微结构光纤；特别是光纤预制棒制造技术是光纤制造技术的核心，也一直是我国光纤产业发展的最薄弱环节 ●新型能源材料 目前地球上的主要能源－化石燃料（煤、石油、天然气等）存在的主要问题是： ? 利用效率低 ? 应用技术落后，对环境造成污染（烟尘、有害气体等） ? 未开采的储量已经不多，终将消耗 因而，开发新能源和节能技术是当前始终如一的研究课题， 涉及种类繁多的新材料： ★核能技术材料（陶瓷核燃料，核反应堆容器材料……） ★储氢材料（SmCo5，NbTi合金……） ★燃料电池材料（电解质、阴极、阳极、连接材料、密封材料……) ★风力发电设备材料（高强度轻质复合材料……） ★太阳电池材料（Si，a－Si， CdSe， GaAs……） ★超导输电线材料 ★镍氢电池、锂离子电池相关材料 ★…… 固体氧化物燃料电池是一种新型绿色能源装置，比质子交换膜燃料电池有更高的转换效率和节能效果，可减少二氧化碳排放 50%，不产生NOx，已成为发达国家重点研究开发的新能源技术。但目前研究的固体氧化物燃料电池的工作温度达800～900℃，其关键部件的材料制备总是成为制约固体氧化物燃料电池发展的瓶颈。应突破的关键技术主要有： a）高性能电极材料及其制备技术； b）新型电解质材料及电极支撑电解质隔膜的制备技术； c）电池结构优化设计及其制备技术； d）电池的结构、性能与表征的研究。 固体氧化物燃料电池的研究十分活跃，关键是电池材料，如固体电解质薄膜和电池阴极材料，还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等，都是目前研