产综研展示可低温工作的固体氧化物型燃料电池模块，包括500～650℃工作的200W级和600～650℃工作的30W级产品
日本产业技术综合研究所在燃料电池展“FC EXPO 2010”（2010年3月3～5日在东京有明国际会展中心举行）上，利用展板展示了可在500～650℃下工作、输出功率为力200W级的手掌大小固体氧化物型燃料电池（SOFC）模块，以及可在600～650℃下工作、输出功率为30W级的SOFC模块。

SOFC一般在700～1000℃的温度下工作，起动时需要花费几个小时乃至几天是一大难点，而通过降低工作温度便可在几分钟内起动。产综研表示，前者是采用了管状发电单元的产品，特点是可以在更低的温度下工作。后者是采用了蜂窝状发电单元的产品，与前者相比部件个数较少、可以减少生产工序，因此可以抑制成本。这两种模块均是通过日本NEDO（新能源及产业技术综合开发机构）的计划而开发出来的产品。

管状发电单元在空气极中采用了LSCF（镧、锶、钴和铁的氧化物），在燃料极中采用了镍和氧化锆的复合材料（工作温度为600～650℃时）以及镍和氧化铈的复合材料（工作温度超过500℃时），在电解质膜中采用了氧化锆类陶瓷（工作温度为600～650℃时）和氧化铈类陶瓷（工作温度超过500℃时）。在SOFC中，向空气极供应的氧获得电子后形成氧离子，氧离子在电解质中移动，然后与向燃料极供应的氢发生反应形成水，此时产生的电子流动到外部布线中，从而进行发电。产综研表示，通过减小电解质膜的电阻以及燃料极中氧离子和氢的反应电阻，降低了工作温度。

具体做法是减小电解质膜的厚度，并增加燃料极中的气孔个数，从而增加其表面积。虽然原理未公布，不过已经得知除了燃料极中气孔表面积的增加外，在燃料极中作为催化剂发挥作用的镍也均匀地进行了微分散，从而减小了反应电阻。与作为底座的燃料极一起在1300℃左右的温度下进行烧制，从而实现了电解质的薄膜化。优点是减低黏度后薄薄涂抹的电解质膜，可以通过底座的紧缩效应均匀地进行烧制。电解质膜的厚度仅为几μm。另一方面，燃料极的气孔个数，通过事先揉进聚合物微球作为造孔材料增加了数量。气孔在燃料极体积中所占的比例高达54％。产综研表示，在制造方法上均有技术诀窍。空气极在烧制燃料极和电解质膜后形成。200W级SOFC模块的实现方法是并联三个管状发电单元，并将其直列重叠15层，然后通过氧化镁对这15层进行固定并形成一个组，最后嵌入八个组。

而蜂窝状发电单元则在空气极中采用了LSM（镧、锶和锰的氧化物），在燃料极中采用了镍和氧化锆的复合材料，在电解质膜中采用了氧化锆类陶瓷。在制成蜂窝结构的空气极气孔表面上，按照电解质膜和燃料极的顺序进行积层，并一同在1300℃的温度下进行烧制。因此，虽然无法使用惧怕高温的氧化铈类材料，但与单独制作管子然后形成一体的方式相比，部件个数较少、可以减少生产工序。30W级的SOFC模块中嵌入了五组10mm见方、长度为20mm的蜂窝状发电单元。（记者：富冈 恒宪）

日经BP社http://china.nikkeibp.com.cn/news/econ/50401-20100304.html