流延浸渍法制备Cu-CeO_2-YSZ固体氧化物燃料电池阳极

通过流延浸渍法制备Cu-CeO_2-YSZ阳极,采用淀粉做造孔剂,确定了多孔YSZ基体的制备工艺,主要包括造孔剂用量及流延浆料配比。并通过复合流延制备多孔YSZ支撑的多孔-YSZ/致密-YSZ复合基体,以Pt浆为阴极,通过电池放电考察了氢气条件下多孔YSZ孔隙率、Ce和Cu的浸渍条件等对Cu-CeO_2-YSZ阳极性能影响。结果表明,原料中淀粉含量为65%(质量分数),1500℃烧结6h得到多孔YSZ孔隙率可达到70%左右。采用真空顺次浸渍法制备20%Cu-10%CeO_2-YSZ(质量分数)阳极,其电池800℃时的最大功率密度为113 mW/cm^2。

Cu-CeO_2基阳极直接甲烷SOFC的制备及其性能

采用干压法制备了NiO-YSZ(氧化钇稳定氧化锆)/(ZrO2)0.89(Sc2O3)0.1(CeO2)0.01(10ScSZ-1CeO2)半电池,经还原-酸溶法除去NiO制备了多孔YSZ负载致密10ScSZ-1CeO2双层结构,通过浸渍法在多孔YSZ阳极基体中引入Ce、Cu的硝酸盐制备Cu-CeO2-YSZ复合阳极,结合La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极构建了Cu-CeO2-YSZ/10ScSZ-1CeO2/LSCF单元电池.通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)等手段对电池单元的物相、微观结构进行表征.结果表明:还原-酸溶法制备的YSZ/10ScSZ-1CeO2双层结构的YSZ基体具有孔隙率高(>64%)、孔洞连通性好的微观结构,有助于采用浸渍法引入Ce、Cu硝酸盐;10ScSZ-1CeO2电解质薄膜致密无缺陷,厚约30μm.电性能测试表明所构建单元固体氧化物燃料电池(SOFC)具有良好的电性能输出,在650℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别为0.29和0.09W·cm-2;在700℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别达到0.48和0.21W·cm-2.优良的电性能主要归功于小的电解质内阻和阴极极化电阻以及良好的阳极微观结构.

中温直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池Cu-CeO_2-ScSZ阳极的研究

采用共沉淀法合成了氧化钪稳定氧化锆(9 mol%Sc_2O_3,ScSZ)粉末。应用热膨胀分析仪研究了ScSZ粉末的烧结特性,采用扫描电镜观察了烧结试样的微观组织,利用交流阻抗法测定了ScSZ电解质在500～900℃的电导率。制备了以ScSZ为电解质、Cu-CeO_2-ScSZ为阳极、ScSZ-LSM为阴极的阳极支撑燃料电池。在700℃时,直接以氢气、丁烷和甲烷为燃料,测得的电池最大输出功率密度分别为280 mW/cm^2、142 mW/cm^2和120 mW/cm^2。

CeO_2在固体氧化物燃料电池阳极Cu-SDC中的作用

采用甘氨酸-硝酸盐方法制备Cu-SDC和Cu-CeO_2-SDC燃料电池阳极,对性能进行了测试和分析。结论给出在Cu-SDC阳极材料中加入CeO_2,使电池的过电位下降,输出功率提高。在600℃时,Cu-CeO_2-SDC样品的电流密度达到了0.1 Acm^(-2),阳极过电位达到0.16 V。800℃时,电池输出功率由33 m W/cm^2提高到54 m W/cm^2。