固体氧化物燃料电池(sofc)具有高的转换效率，是理想的能量分配方式，是开发商致力于最大限度减少发电过程中碳排放的重点研究对象。
与传统电站/传输装置相比，它们能够实现≥60%的效率，最优效率为35%。固体氧化物燃料电池还具有很高的燃料灵活性，长期稳定性，并具有极高的性价比。
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说明氢-氧SOFC功能的简单示意图。图片来源:Mo-Sci Corp。
sofc的工作温度范围为500-1000°C，比传统电池高得多。这种高操作温度是它们效率高的原因，因为它允许使用相对便宜的材料来代替高成本的铂催化剂。欧洲杯足球竞彩它们的高工作温度也导致了A的高能量密度。然而，开发人员需要解决各种技术挑战，特别是刨床燃料电池，由于高温造成的能量条件。
传统玻璃密封剂的问题
像所有其他通过燃料氧化产生电力的电化学系统一样，sofc由阴极、阳极和电解质组成。细胞的完整性是通过分隔这些成分来保护的。这需要密封胶，但由于平面sofc的夹层设计和高温环境，密封单元隔间是一个挑战。由于与高温和氧化有关的蠕变和腐蚀问题，普通的平垫圈不适合这种应用。
热膨胀系数(CTE)之间的变化是另一个导致热应力并最终导致密封开裂的问题。这些缺点使得普通玻璃密封剂在sofc中无法使用。标准耐热玻璃即使有足够的强度和绝缘性能，也会出现裂缝。这些裂缝影响了气密性，这决定了每个隔间的气密性水平。这会对细胞的电化学产生影响，最终导致细胞衰竭。
特种玻璃密封剂
新型玻璃密封剂的出现，如玻璃陶瓷密封剂和粘性顺应玻璃密封剂，有效地解决了这一问题。
玻璃陶瓷密封件广泛应用于燃料电池和电子工业。它们是通过在各个部件之间的界面上应用玻璃并进行烧制而形成的。由于玻璃在烧制时的结晶作用，在组件之间形成了一种强烈的陶瓷结合。如果组件的膨胀率和收缩率不同，则密封失效的可能性更大，这就需要匹配热膨胀率。
这个问题在sofc中尤其常见，在sofc中，由于环境温度和超过500°C的温度之间的定期循环，玻璃陶瓷密封更容易发生热开裂。因此，由微晶玻璃密封组成的sofc的使用寿命相对较短，因为热开裂的可能性较高。
尽管sofc的效率很高，但使用寿命短是其广泛采用的主要障碍。为了解决这一问题，人们正在进行广泛的研究，以开发和生产用于SOFCs的具有必要性能的玻璃陶瓷密封件。
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mosci粘性密封玻璃在SOFC阵列中的位置示意图。图片来源:Mo-Sci Corp。
粘性顺应密封是一种更有效的选择。密封件避免结晶，这意味着它们在操作过程中处于非晶态玻璃状态。这种玻璃的行为允许密封的自我修复，它流动地占据开裂形成的缝隙。这个特点使得粘性的眼镜更适用于热循环频繁的SOFC应用。它还减少了对正确CTE匹配的需求，因为在加热和冷却后，组件膨胀和收缩产生的任何缝隙都被密封填充。
粘性玻璃密封的研究
Mo-Sci公司是一家位于密苏里州的公司，一直致力于粘性玻璃作为SOFC密封材料的广泛应用研究。它创造了能够与陶瓷和金属结合的玻璃，定制的玻璃组合物保留了玻璃的行为。粘稠玻璃密封件即使在超过800°C的高温下仍然是玻璃状的。
在美国国家能源技术实验室(NETL)的管理下，由Mo-Sci公司委托进行的研究取得了有前景的结果。结果表明，在700-740°C的温度范围内，玻璃密封件可以修复热冲击造成的裂缝。在750°C的干燥和潮湿环境中暴露2000小时以上且没有显著的重量损失的情况下，密封件也表现出了卓越的寿命。
Mo-Sci开发了一种新的玻璃密封件，即使在暴露于超过148个热循环超过5000小时后，也能保持密封。在每个热循环期间，温度在27°C至800°C之间循环，压力保持在0.5 psid。这些结果有望改变SOFC技术，因为它们证明了粘性密封可以在更长的寿命内提供可靠的操作。
下载粘性密封玻璃的应用手册
Mo-Sci是这项技术的唯一开发者，并相信其粘性密封玻璃将有助于推进基于燃料电池的接近零排放的燃煤电厂。如果sofc被广泛应用于能源行业，能源格局将发生重大变化。此外，SOFC密封玻璃有望对多个行业产生影响，因为它们可以用于先进的电子设备、新型太阳能电池、高温传感器以及其他需要陶瓷对陶瓷或金属对陶瓷密封的应用。
这些信息已经从Mo-Sci公司提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩
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