阳极支撑固体氧化物燃料电池的制备及性能

利用离心法成膜工艺在多孔Ni-YSZ阳极基体上制备8%(摩尔分数)YSZ电解质层,在1400℃共烧结,得到致密的YSZ膜和多孔结构的阳极。用苷氨酸-硝酸盐燃烧法合成超细阳极与阴极材料。其中,NiO-YSZ复合粉体用于阳极,La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF)和30%(质量分数)Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC)复合材料用作阴极。以氢气为燃料,研究了500～800℃时Ni-YSZ阳极支撑体固体氧化物燃料电池(SOFC)单电池的性能。结果表明在500℃时电池开路电压(OCV)达1.10V,800℃时短路电流密度达1113mA/cm2,最大比功率为296mW/cm2。通过交流阻抗图谱分析,认为电解质欧姆电阻是影响电池性能的主要因素。

燃料电池Ni/SCO阳极流延膜的性能研究

以有机基流延工艺制备出了不同Ni含量的NiO/Sm0.2Ce0.8O1.9(NiO/SCO)燃料电池阳极支撑体膜。研究了制备工艺条件和Ni含量等因素对阳极膜微结构和性能的影响。试验结果表明:NiO/SCO流延生坯的烧结温度对最终阳极烧结体的孔隙特性有着决定的影响;为获得具有较高孔隙率和一定孔径分布的阳极烧结体,生坯的烧结温度应不超过1350℃;此外,不同含Ni量阳极流延生坯的烧结行为及烧结体的性能也存在明显的差异,在相同的烧结温度下,高含Ni量阳极烧结体的孔隙率和孔径都明显小于低含Ni量的烧结体,其晶粒的平均尺寸则增大。对不同温度下Ni/SCO阳极电导率的测量结果则表明,Ni/SCO阳极的导电性能也与其Ni含量和制备工艺有着密切的关系。