固体氧化物燃料电池(SOFC/SOEC)专用氧化镧系列封接玻璃粉
在追求高效、清洁能源技术的今天,固体氧化物燃料电池(SOFC)及其逆向运行的固体氧化物电解池(SOEC)已成为能源转换与存储领域的核心技术。其高效、燃料灵活及低排放的特性,使其在分布式发电、工业储能及绿色制氢等领域展现出巨大潜力。然而,这些电堆的长期稳定运行,高度依赖于一个关键组件:高温密封材料。它必须在严苛的氧化还原交替气氛和长期高温下,保持绝对的气密性、优异的热稳定性和与连接体/电极材料间的化学物理兼容性。
为此,江苏秋正新材依托深厚的特种玻璃研发底蕴,成功开发出新一代氧化镧(La₂O₃)系列封接玻璃粉。本系列产品专为解决SOFC/SOEC的密封挑战而设计,以其卓越的高温稳定性、精准的热膨胀匹配及出色的长期可靠性,为电堆构筑了一道坚固可靠的“长城”。
我们根据一些客户特定的需求,做出来几款氧化镧系列封接玻璃粉,下面是其中两种的一些技术资料,有些特殊参数或具体数据,请联系销售人员或技术人员。
产品A:低温稳定型
技术参数 | 指标值 | 说明 |
玻璃化转变温度 (Tg) | 600°C | 玻璃网络开始松弛的特征温度 |
软化温度 (Ts) | 700°C | 玻璃达到可封接流动状态的典型温度 |
结晶温度 (Tc) | 822°C | 可控微晶化转变温度 |
适用封接温度区间 | 700-850°C | 最佳工艺窗口 |
主要应用 | 中温SOFC/SOEC密封 | 适用于YSZ电解质体系 |
产品特点:
低温封接优势:600°C的玻璃化转变温度显著降低了封接工艺温度,有效减少了对SOFC/SOEC核心组件(如Ni-YSZ阳极、LSM阴极)的热冲击损伤
适度结晶控制:822°C的结晶温度确保封接层在服役温度(600-800°C)下保持稳定的玻璃态,同时允许通过热处理实现表面微晶化增强
优异的气密性:对氢气、氧气及水蒸气具有极低渗透率,满足燃料电池长期运行要求
热膨胀系数匹配:CTE可调范围8.5-10.5×10⁻⁶/K,与常用电解质材料(YSZ:10.5×10⁻⁶/K)良好匹配
产品型号 B:高温稳定型
技术参数 | 指标值 | 说明 |
玻璃化转变温度 (Tg) | 680°C | 更高的网络结构稳定性 |
软化温度 (Ts) | 775°C | 提升的封接操作温度 |
结晶温度 (Tc) | 894°C | 更高的微晶化转变温度 |
适用封接温度区间 | 775-950°C | 宽工艺窗口 |
主要应用 | 高温SOFC/SOEC密封 | 适用于ScSZ、CGO电解质体系 |
产品特点:
卓越的高温稳定性:680°C的玻璃化转变温度确保封接层在800-900°C高温长期服役条件下保持结构完整性
宽温域适应性:894°C的高结晶温度提供了更大的工艺调控空间,适用于需要高温烧结或共烧的封装工艺
抗热震性能优异:通过优化玻璃组成,显著提升了抗热循环疲劳性能,可承受>1000次热循环(RT↔800°C)
化学稳定性强:在高温还原/氧化气氛交替环境中,保持化学惰性,不与电极材料发生副反应
长期可靠性:在900°C下连续运行>5000小时,气密性衰减<5%
以上两种仅为氧化镧系列的低温封接的一部分,如果您有其他温度需求,请联系我们。
传统硼硅酸盐或铝硅酸盐封接玻璃在高温下易发生碱金属挥发、与电解质反应等问题。江苏秋正新材的氧化镧系列封接玻璃采用稀土氧化物网络修饰策略:
高场强稀土离子效应:La³⁺的高电荷/半径比增强了玻璃网络结构的稳定性,提升Tg和耐温等级
无碱金属设计:彻底消除Na⁺、K⁺等移动离子,避免高温离子导电和界面反应
可控结晶行为:通过精确调控La₂O₃/B₂O₃/SiO₂比例,实现结晶温度与服役温度的优化匹配
关键性能指标对比
性能指标 | 产品A | 产品B | 行业典型值 |
热膨胀系数 (×10⁻⁶/K) | 9.0-9.5 | 9.5-10.0 | 8.0-11.0 |
室温弯曲强度 (MPa) | >80 | >90 | 60-80 |
800°C电导率 (S/cm) | <10⁻⁶ | <10⁻⁶ | 10⁻⁵-10⁻⁴ |
气密性 (He渗透率) | <10⁻⁸ | <10⁻⁸ | 10⁻⁷-10⁻⁶ |
热循环寿命 (次) | >800 | >1000 | 500-800 |
1.固体氧化物燃料电池(SOFC)密封
平板式SOFC堆栈密封:用于金属连接体与电解质/电极组件的周边密封及内部气道隔离
封接方式:玻璃粉涂覆→700-850°C(产品A)或775-950°C(产品B)热处理→形成致密气密层
服役环境:氧化气氛(阴极侧)/还原气氛(阳极侧),温度600-900°C
2.固体氧化物电解池(SOEC)密封
高温电解水蒸气制氢:在更高水蒸气分压和更严苛的氧化-还原循环条件下保持气密性
共电解CO₂/H₂O:耐碳沉积和化学腐蚀性能优异
3.其他高温电化学装置:氧传感器密封、高温固体电解质反应器、热电发电模块封装
如果您对我们的产品感兴趣,欢迎联系我们获取详细技术资料、样品申请及定制化开发服务!
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