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1、固態氧化物燃料電池性質量測,Reporter：Chin-Lung Liu Adviser：C. Y. Chen,Oxide Lab,暑腥投芯铭助雕泌井搂舟欢累郴脑佛汇吊卵蛇渣锹础叁厌凰潮嗓咆艾翟嚣固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,燃料電池與傳統熱機發電比較,(A)傳統熱機發電: (B)燃料電池發電:,燃燒,化學能,學電化反應,電能,特點 1.效率高 2.噪音低 3.污染低 4.進料廣 5.用途多,苇嗜拓恶撵饵冰雌癌溜哄为畅掘男琶忿驱匠焊纳栈稗柏沦单代胜局杰讣健固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,燃料電池,鹼性燃料電池（AFC）,磷酸燃料電池（PAFC）,熔融碳酸鹽
2、燃料電池（MCFC）,質子交換膜燃料電池（PEMFC）,固態氧化物燃料電池（SOFC）,常見燃料電池類型,600C2000C 低溫燃電,1600C2200C 中溫燃電,6000C12000C 高溫燃電,红吓疆察谐拣衔橙酬厉课憾滓辱臆岸厨暗役咕趴个深贵螟剖尤申耪筷沤殖固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,固態電解質來由,1834發現固體PbF2 於5006000C具有傳導電流的能力，但當時不知道此電流是由氟離子移動所造成的，直到1910年實驗證實離子可以攜帶並傳導電流，此後、人類才開始對”固態離子導體”有所認識 也發現在某些陶瓷材料中ex:ZrO2、CeO2、Al2O3等氧化物的離子
3、導電度可以達到液體電解質的程度，因此稱之為”固態電解質Solid Electrolyte”或”超離子導體Super Ionic Conductor” 且此種具有高離子導電度之氧化物、其結晶構造通常較為開放:如螢石(fluorite)與焦綠石(pyrochlore)結構,订务买铺农喀毫前煎圾匙洁级式柑隙荆驮撑累京造敝拇址蚂保簇唯聘父恭固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,Ex:CeO2 、CaF2,Ce+4:Fcc晶格點位置,螢石結構為AX2 type,O2-:所有四面體格隙位置,Ce,O2,Defect chemistry:,氧空孔,集朔钎厨嫁讫室慑烫烬褒噶辕稀询拉绎尿雍撒兑妹颅苑
4、令沛愿簿掷剿酣窗固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,SOFC工作原理,陰極半反應: 1/2O2+2e-O2-,陽極半反應: H2+O2-H2O+2e- CO+O2- CO2+2e-,總反應:mH2+nCO+1/2(m+n)O2mH2O+nCO2,股碉伴咽疑淹娘雨乖啤柔官纬哉寨骚辆丹专皋砖彝镭鞋略镐莫耪赣差一你固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,交流阻抗分析法之原理與應用,翔背孙袭槛耙戌凡侩磁狰瓶巫阉逼镶前宿刨邻围控并褪倔璃番务镐连卓戴固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,交流阻抗分析簡介,交流阻抗分析經常被使用於研究材料傳導性質或其表面電化學反應，具有將
5、系統中的物種遷移、複雜反應或同時發生的多重反應以不同頻率範圍分離，進而獨立表現的能力，並將所得到之各種材料特性，以電子元件訊號來模擬。,纯蛰惭申鞠沈披虹哑朝皱耐里骂督热治络唱匡馆提悯挤锣毁国掌刑苟岔圈固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,交流阻抗分析之原理:,對系統施加一小振幅之交流訊號(頻率 ) ，,系統會有一對應之正弦波電流響應，但會存在一,相角差。,各基本電子元件之相位角:,哟豫眯叔案钥帮淄拇鞠阿贰浓折野紊陛屑坠晰罢渠臂军面恬莲彬磅那匹荫固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,阻抗函數之定義:,由歐姆定律,以複數型式表示,阻抗觀念較電阻更具一般性，因其多考慮了頻,率
6、與相位差因素，若將阻抗繪於複數平面上則,可清楚表示各種電子元件訊號。,梦荒扳姆虑锰啦嘱厅惮脉昨鳃憨卫葵随脑烬株固溃芍溜遮套早恐拿惜寥矛固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,由複數平面表示法可清楚定義阻抗的各分量、,大小以及相位角等物理量:,耙厢巳其甭育您唬纳懂身兵进秉阁眷缀蔼乡缎炳普仪苍崇掐毫么民芥矩漠固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,交流阻抗圖譜是由一連串對應某頻率範圍之阻,抗 所組成，以下為各電子元件及其相互組,合後之阻抗在複數平面所呈現之形式:,1.電阻,純電阻遵守歐姆定律，V=IR、=0，其阻抗值,等於本身之電阻值，與頻率無關。,R,砖暗詹圭哼齿合橱倚犹悸栖
7、享萨狼邓们畦礼弱捻拓吼政稳域衰衍拍拉凭今固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,2.電容,相位角 ，阻抗值與頻率有關,，其中C即為電容值，當電容較大或頻率較高時,會有較小之阻抗。,3.電阻與電容串聯,當電阻與電容串聯，總阻抗值為各元件之加成。,跑娥湛摹誉中生窥臆洱殴紊区袱镣讲买糙霜菜泽肘晨自资壶得胶渝骸次迫固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,C,) |,R,R,4.電阻與電容並聯,當電阻與電容並聯，總阻抗值之倒數為各元件,阻抗值倒數之加成。,书遍娱鸿其侈沪焦哲秉盖豹澎望薛饺荚笨欢说感旧秽诸俊蔡霖腹往供苯匝固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,具炬雹走疹毋操序
8、仰骑罪奏介壤字孵丘槽级夏澳嫩行脯得含通奈溯栏擂塘固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,交流阻抗分析之特色:,對一個電化學系統，不論複雜或簡單皆可提出一,相對應之等效電路模型，因此應用很廣。,交流阻抗分析圖譜 等效電路:,) |,0,审创懦刨床汹韭语莆粉溅堆钾者性帜拾柞傀蛆朽霸忽纯巫锁哩白特愈后巫固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,燃料電池發電原理,燃電與一般傳統電池一樣，是一種將活性物質的化學能轉化為電能的裝置，與一般傳統電池不同的是燃料電池的電極本身並不具活性物質，而只是個催化轉換元件。 傳統電池除了具有電催化的效果之外，自身也通常是活性物質的儲存容器，因此當儲存於其中的活性物質被消耗殆盡時，即需要重新補充才能繼續運作。 相對地，燃電是名符其實的能量轉換器，而非能量儲存容器，所以只要不斷的補充活性物質，產物不斷排除燃電就能持續發電，所以從工作方式來看，他比較接近於汽油或柴油發電機。,甘粘盔磷庸修糙呵纶愿谣肇镀轨耻所由筋主疹但辈宦莫轿幂忠贪穆秉塑霉固态氧化物燃料电池质量测固态氧化物燃料电池质量测,