1、固體電解質在其他方面的應用,分離氧或氫的氧泵或氫泵 固體氧化物燃料電池 電顯色器 鋰離子電池材料,一、分離氧或氫的氧泵或氫泵,基本原理：在一定溫度和氣氛下不同種類的固體電解質各有 其獨特占優(yōu)勢的某種離子遷移。,固體電解質分離氣體的方法,直流通電法,濃差電池短路法,離子電子混合導電法,氣相電解法,1、直流通電法,電極和電池反應：,空氣側：,減壓側：,電池反應：,連續(xù)通以直流電，氧將從空氣一側不斷抽至減壓一側，實現(xiàn)氧的分離，而得到純氧。,質子導電分離氫,2、濃差電池短路法,原理：,不施加外電流，將兩極直接用導線相連，由于空氣一側氧分壓高，而純氧一側不斷用泵將氧氣抽走，氧壓低，而形成濃差電池。,電池

2、電動勢：,電池兩側PO2相差越大，反應自發(fā)進行推動力越大。,3、離子電子混合導電法,原理：,利用既具有離子導電又具有電子導電的固體電解質，直接構成氧濃差電池。,不連接外導線，而利用電解質內(nèi)部的短路電流實現(xiàn)空氣中氧的分離。,4、氣相電解法,原理：,直流電解水蒸氣制備氧，同時得到富氫氣體，脫除水蒸氣即可得純氫。,電極和電池反應：,負極：,正極：,電池反應：,例：氧傳感器在汽車尾氣中的應用,二、燃料電池,是一種將化學能直接轉換為電能的化學系統(tǒng) 主要部件為兩個電極和電解質。在負極（燃料電極），燃料在催化劑作用下被拆開成為質子（氫離子）和電子，電子沿外電路從負極流到正極，質子通過電解質與氧離子結合后生成

3、水并釋放出熱量。雖然稱為燃料電池，其運作過程中并不會產(chǎn)生明火,產(chǎn)生電能的過程不需要旋轉式發(fā)動機等運動部件。 燃料電池構造簡單，能量利用率高，噪音小而且穩(wěn)定 理論上，應用于汽車的燃料電池可以把氫燃料能量的60-70轉化為動能，而內(nèi)燃機只能達到20-25。,由于燃料電池能將燃料的化學能直接轉化為電能，因此，它沒有像通常的火力發(fā)電機那樣經(jīng)過鍋爐、汽輪機、發(fā)電機的能量形態(tài)變化，可以避免中間轉換的損失，達到很高的發(fā)電效率。同時還有以下一些特點： 滿負荷或部分負荷均能保持高發(fā)電效率； 不管裝置規(guī)模大小均能保持高發(fā)電效率； 具有很強的過負載能力； 通過與燃料供給裝置組合, 可以適用的燃料廣泛； 用天然氣和煤

4、氣等為燃料時，NOx及SOx等排出量少，環(huán)境相容性優(yōu)。,簡單的說，燃料電池就是把化學反應的化學能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。他與火力發(fā)電的區(qū)別在于燃料電池的能量轉變過程是直接的。如下圖：,燃料電池的特點,燃料電池最常用的分類方法是根據(jù)所用電解質的性質，分為5大類： 堿性燃料電池（AFC) 磷酸燃料電池（PAFC) 熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC) 固體氧化物燃料電池（SOFC) 質子交換膜燃料電池（PEMFC） AFC是最成熟的燃料電池，主要應用在空間技術方面； PAFC主要用于電站建設，50250KW電站已進入商業(yè)化階段， MCFC工作電站已達到MW級 SOFC主要用于電站建設 PEMFC在20世紀90年代以來發(fā)展很快，是最有發(fā)展?jié)摿Φ娜剂想姵亍?燃料電池的分類,4 固體氧化物燃料電池,固體氧化物燃料電池采用固體氧化物作為電解質，除了高效、環(huán)境友好的特點外，無材料和電解液腐蝕等問題； 在高的工作溫度下電池排出的余熱可以充分利用，使其綜合效率由50%提高到70%以上； 燃料適用范圍廣，不僅能用H2，還可直接用CO、天然氣（甲烷）、煤汽化氣，碳氫化合物、NH3、H2S等作燃料。這類電池最適合于分散和集中發(fā)電。,固體氧化物燃料電池的工作原理,三、電顯色器,固體電顯色材料是在外電場下或通電流時可以可逆地發(fā)生顏色變化的物質，這種效應稱為電致變色效應。,特點：,當電子注入或抽出時，即在化合物改