过渡金属氧化物渗透对LSM-YSZ阴极性能的影响

固体氧化物燃料电池有高的能量转换效率．近年来成为电化学、材料和化学工程方面研究的一个重要热点。目前商业化和正在商业化过程中的固体氧化物燃料电池中普遍使用的LSM-YSZ／YSZ／Ni-YSZ体系，西门子-西屋公司已经有多套200kW级的固体氧化物燃料电池发电装置在试验运行中。

LSM同源离子渗透对LSM-YSZ阴极性能的影响

研究了LSM同源离子（La，Sr，Mn）硝酸盐溶液的渗透对LSM-YSZ阴极性能的影响。用交流阻抗研究了LSM-YSZ阴极渗透后在600～800℃范围内的非欧姆阻抗变化，结果表明：渗透降低了LSM-YSZ阴极的初期非欧姆阻抗，La（NO3）3溶液渗透电极的非欧姆阻抗可以改善85％以上；Mn（NO3）2渗透表现出最好的稳定性，15h后非欧姆阻抗增加8．48％。通过La-Mn复合渗透，在800℃下10h后非欧姆阻抗为0．2141Ω·cm^2；30h后非欧姆阻抗增加15．79％。

改进的阶梯电压方法研究LSM-YSZ阴极的极化活化

改进的阶梯电压测试方法用来测试用LSM-YSZ作为阴极的NiO-YSZ阳极支撑SOFC的性能,从电池开路电压开始测试,电压台阶为0.1 V,在每一个电压台阶保持的时间为30 min,在OCV-1V结束测试。对每一个电压台阶的电流密度和功率密度曲线进行线性拟合,拟合曲线的斜率表示了在此电位下电流通过电池时对电池的活化作用。选择电池在OCV-0.7 V恒压条件活化电池,通过10 h活化后,电池在700℃的最大功率密度由活化前的184 mW/cm2提高到326 mV/cm2。

Ni-YSZ阳极支撑SOFC阴极LSM-YSZ的LSM同源离子渗透改性

通过丝网印刷的方法在市场可获得的YSZ/NiO-YSZ半电池上印刷LSM-YSZ浆料,烧结后构成Ni-YSZ阳极支撑的SOFC试验电池。通过溶液渗透的方法,研究了La(NO3)3和La(NO3)3-Mn(NO3)2复合渗透电池性能的影响。以水分含量3%的纯氢气为燃料,未渗透电池800℃的峰值功率为0.202 W.cm-2,La(NO3)3溶液渗透后电池800℃的峰值功率为0.428 W.cm-2;在渗透La(NO3)3后的电池上再用Mn(NO3)2复合渗透,电池800℃的峰值功率为0.92 W.cm-2,电池在800℃保持38 h,峰值功率可以保持在0.46 W.cm-2。