中溫SOFC直接氧化陽(yáng)極制備及性能研究.pdf

1、以甲烷或其他碳?xì)浠衔餅槿剂系男滦完?yáng)極材料的研究目前是固體氧化物燃料電池(SOFC)研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)甲烷為燃料氣體時(shí)功率密度低，陽(yáng)極易積碳的問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　采用流延法制備了多孔Ni-YSZ陽(yáng)極/電解質(zhì)基體和多孔YSZ陽(yáng)極/電解質(zhì)基體，采用浸漬法向陽(yáng)極中添加CeO2和Cu制備了CeO2-Ni-YSZ陽(yáng)極，Cu-CeO2-YSZ陽(yáng)極，Cu-Ni-YSZ陽(yáng)極和CeO2-Cu-Ni-YSZ陽(yáng)極。研究表明陽(yáng)極孔隙率，浸漬壓力以及浸漬

2、順序都對(duì)電極的性能有重要影響。
　　通過(guò)對(duì)電池放電性能和電化學(xué)阻抗譜測(cè)量發(fā)現(xiàn)，Ni-YSZ陽(yáng)極功能層中淀粉添加量為1g時(shí)電池性能最好。CeO2的添加不但可以提高陽(yáng)極的性能，而且可以降低采用甲烷為燃料氣時(shí)陽(yáng)極上的積碳。以含2mass％CeO2的CeO2-Ni-YSZ作為陽(yáng)極，以LSM50為陰極組裝的電池在800℃時(shí)以氫氣為燃料時(shí)電池的最大功率密度為378mW/cm2，甲烷為燃料時(shí)最大功率密度為238mW/cm2。CeO2-Ni-YS

3、Z陽(yáng)極在甲烷氣氛下30min后增重5.4mass%，CeO2-Ni-YSZ陽(yáng)極在甲烷條件下性能不夠穩(wěn)定。
　　為了避免采用甲烷為燃料氣體時(shí)電極上的積碳現(xiàn)象，考察了Cu-CeO2-YSZ陽(yáng)極在甲烷條件下的穩(wěn)定性。10mass%CeO2-20mass%Cu-YSZ陽(yáng)極，800℃H2和CH4為燃料，電池的最大功率密度分別為113mW/cm2和20mW/cm2。Cu-CeO2-YSZ陽(yáng)極對(duì)CH4的催化活性較低。為了提高陽(yáng)極性能我們添加了對(duì)