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天津德国VDM Crofer 22 H:燃料电池电堆的关键材料

阿斯米合金  2021-11-3 13:36:03  855
内容摘要:VDM® Crofer22 H是VDM Metals与德国尤利希研究中心共同开发的一种用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的高性能材料。这种新材料主要用于生产所谓的轻量化电堆,即由多个单体燃料电...

VDM® Crofer22 H是VDM Metals与德国尤利希研究中心共同开发的一种用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的高性能材料。这种新材料主要用于生产所谓的轻量化电堆,即由多个单体燃料电池层叠组合而成的整体,专门针对新能源汽车等领域。

“VDM® Crofer 22 H研发过程中就已着眼于大规模工业生产,”该项目的研发负责人Jutta Klöwer博士强调,“该材料的研发成功,意味着有了一种比钢成本更低、性能更好的合金,可用于制造燃料电池中的互联板。”该材料既适用于大规模工业能源供应领域,也适用于家用的小型分布式能源装置和车用能源供应。


Crofer22H


固体氧化物燃料电池以热能和电能的形式提供高效率的清洁能源,因此被认为是面向未来的创新型能源。该类型燃料电池所需的富氢气体,是由柴油、汽油或甲醇等燃料在高达900℃的高温下产生的。燃料电池苛刻的工作条件对制作材料提出了特殊的要求,而电池中所谓的互联板,也需要用到特殊的高性能材料。这些金属板将各个电池连接起来,形成一个高效率的燃料电池电堆。电池互联板这一部件所用材料的要求非常苛刻:导电性、耐腐蚀性、在燃料电池内具有机械稳定性和耐用性、易于加工以及对电池不产生负面影响等等。VDM® Crofer22 H材料可以匹配上述所有具体性能要求

VDM® Crofer22 H的另一个优点是与电池陶瓷材料相同的热力膨胀值,这意味着两种材料之间不容易产生机械应力,而这种应力有可能会损坏陶瓷。“该材料的大规模工业化生产能够帮助降低燃料电池的生产成本,”Jülich研究中心的Steinberger-Wilckens博士解释道,"由于VDM® Crofer 22 H不需要真空感应炉中的熔炼工序,所以材料本身的生产成本也能显著降低。”

VDM® Crofer22 H曾在国际范围内的658个研究项目中脱颖而出,荣获2012年钢材创新大奖。除了VDM® Crofer 22 H之外,VDM Metals的一些其它材料也被用于燃料电池,例如用于热交换器和重组器的高温镍合金。


产品信息

VDM® Crofer22 H是一种耐高温的铁素体不锈钢,专门为固体氧化物燃料电池(SOFC)应用领域研发。由于Laves相析出物存在,VDM® Crofer 22 H具有出色的蠕变强度。在低于900 °C以下(1652 °F)的温度条件下,VDM® Crofer 22 H表面会形成铬锰氧化物层。这种氧化层的热力学性能非常稳定,并具有良好的导电性。此外,该合金的低热膨胀系数与高温燃料电池经常使用的一种陶瓷材料相匹配(室温至900 °C /1652 °F范围内)。

Crofer22H

VDM® Crofer22 H的材料特性包括:

在高温下的阳极气体和阴极气体中具有卓越的耐腐蚀性

良好的抗蠕变性

铬的气化率低

出色的加工性能

热膨胀系数低

氧化层具有良好的导电性


Crofer22H


耐腐蚀性

VDM® Crofer22 H在低于900℃、与SOFC电池工作相关的应用条件下具有出色的耐腐蚀性。Crofer® 22 APU的氧化层由主要元素为Cr2O3的细晶粒内层和(Mn, Cr)3O4柱状晶外氧化层组成。


应用

VDM® Crofer22用于制造固体氧化物燃料电池组(SOFC)中的互联板,用以分隔单板电池。

欲了解以上材料更多VDM Metals的产品信息,欢迎与我们取得联系!


Crofer22H


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