固体氧化物燃料电池密封材料设计及其反应性研究

现有密封材料长期稳定性差已经成为板式SOFC发展的主要障碍之一，其主要原因是密封材料与SOFC其他材料会发生不利的高温反应。玻璃是有前景的密封材料，但由于密封玻璃组成复杂，其定量设计是难点。本项目通过构建高温玻璃溶液的非理想热力学模型、由热力学模拟预测玻璃与其他材料的高温化学相容性；通过建立含热膨胀系数和粘度的综合模型，由综合模型的最优化模拟设计同时满足热膨胀及粘度要求的玻璃；通过在热力学模型及综合模型间的交互模拟，实现化学相容性、热膨胀系数、粘度的定量设计。同时,采取"根据封接部位的材料特性设计不同的密封玻璃"的密封策略，降低对玻璃化学相容性的要求，提高设计的针对性。通过系统的模拟计算及实验研究，建立密封玻璃的定量设计方法，开发出能与YSZ,LSM,LaCrO3等材料高温化学相容且在湿燃料气氛下长期稳定的密封玻璃。建立的玻璃定量设计方法还可以用于其他复杂成分玻璃的设计。