CeO₂基电解质固体氧化物燃料电池Al₂O₃-SiO₂-B₂O₃-Na₂O系玻璃密封材料性能研究

简介

采用高温熔融法制备了Al2O3-SiO2-B2O3-Na2O系玻璃密封材料,研究了Al2O3含量对Al2O3-SiO2-B2O3-Na2O玻璃材料密封性能的影响。同时应用FactSage热力学软件对该材料体系进行了相转变计算,对密封材料成分和相组成进行了设计优化。通过实验研究了Al2O3含量对玻璃密封材料热膨胀系数的影响,并将该密封材料应用于CeO2基电解质固体氧化物燃料电池。结果表明,随着Al2O3含量从10 wt.%、20 wt.%增加到30 wt.%,玻璃密封材料的实际使用温度从700℃提高到780℃,热膨胀系数分别为11.25×10−6 K−1、11.21×10−6 K−1和11.15×10−6 K−1,与实验测得GDC电解质热膨胀系数10.94×10−6 K−1相近,密封材料的稳定性较高,且封接单电池后电池测试结果良好。