3.1.2 电池的制备 21

3.2 电池性能测试 23

3.2.1 电池测试系统的设计 23

3.2.2 电导率及电功率测试 23

结 论 26

致 谢 27

参考文献 28

1引言

1.1课题研究背景

当今世界，人类最关注的两大问题是“能源”和“环保”。据有关科学家预测，到2050年,石油将不能够再满足人类需求。尽管各国都在加紧研发石油的可替代能源，但仍有科学家表示，按照目前的研究和开发速度，人类无法赶在全球石油耗尽前改用替代燃料。在能源日趋枯竭的大背景下，燃料电池因其高能效、低排放等优点，得到各国政府，各大公司以及各研究机构的普遍重视，并在很多领域显现出了广阔的应用前景。

燃料电池是一种把燃料中的化学能通过电化学反应等温地转化为电能的发电装置[1]，效率高、CO2排放少、无噪声、无酸性废气排放，被称为“21世纪的绿色发电技术”。由于其运行温度使得高温废热也可以得到有效利用，所以，能量转化效率特别高。SOFC运行部件少，工作时安静；因为采用全固态结构，没有酸碱腐蚀性物质包含在电池中，利于安全管理；SOFC不仅可以使用纯氢作为燃料，还可以用资源丰富而且经济的天然气，煤气等作为燃料。这种费用较低而效率高的能源技术不但可以优化能源结构，降低传统火力发电所带来的环境污染，还将带动和促进相关高新技术产业的发展。

随着时代的发展，工业化迅速崛起的随之而带来的工业废气（如硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮等）也日渐增多，其中硫化氢的危害已经日趋成为一个严重的问题。硫化氢气体的主要来源归结为天然气、石油的大规模开产以及煤炭行业中开采。硫化氢气体的危害是多方面的：石油、天然气等工业生产设备中的许多管道会因为硫化氢的存在而受到严重威胁，因为硫化氢而形成的酸性腐蚀存在，时间越长管道设备破裂的危险就越大[2]；大气中的SO2的产生也是因为H2S而产生的影响，煤炭行业生产过程中会产生H2S气体，该气体排放到大气后，会在其中发生氧化反应，最终变为了SO2 [3]；工业催化剂中毒，也是影响工业生产的一个重大阻碍，在氨的生产过程中，如果有H2S存在，催化剂的活性就会受到影响，所以硫化氢被认为是合成氨工业的“癌细胞”[4]；此外，大气含有28mg/m3 H2S时，人们的正常工作将会受到干扰，超过1000mg/m3时，很可能造成急性中毒，危及人们生命。因此，随着工业的迅速发展，人类环保意识的不断增强，无论是从工业生产还是环境保护的角度，消除和控制H2S气体污染物都是亟待解决的问题。Pujare 等[5]于1987 年提出了一种用H2S作为燃料的固体氧化物燃料电池（SOFC），在脱除H2S的同时获得电能和单质硫。它的问世引起了化工、环境、能源及材料等部门的高度重视。H2S-SOFC是一种脱除H2S的新工艺，是一种废物资源化的理想途径，也是循环经济的重要体现。因此成为最近几年国内外学术界和工业界所关注的热点。

目前，各类研究人员对于SOFC的研究大都着眼于研究SOFC的阳极，阴极或是电解质材料上。本论文研究了SOFC的电极材料，用于对称电池的电极，探究其结构特性与耐硫性的同时，测试了硫化氢气氛下的电池性能，有一定的创新之处。

1.2燃料电池简介

1.2.1燃料电池组成及分类