固體氧化物燃料電池梯度陰極及復(fù)合電解質(zhì)的研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell,SOFC),在將氫燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)過程中,是一種最為有效的設(shè)備,具有高功率密度、低排放等優(yōu)點。SOFC分為氧離子電導(dǎo)SOFC(SOFC-O)、質(zhì)子電導(dǎo)SOFC(SOFC-H)及混合電導(dǎo)SOFC。本文針對SOFC的一個研究方向中低溫化,對SOFC-O的梯度化陰極以及SOFC-H的復(fù)合電解質(zhì)進(jìn)行了研究。
　　 (1)SOFC.0梯度化陰極的研究
　　

2、 在中低溫條件下電解質(zhì)薄膜化后,影響電池效率的主要因素是電極的催化活性和極化損失。由于降低SOFC的工作溫度會使電池的陰極極化電阻迅速增大,因此必須降低陰極極化電阻來確保SOFC在中低溫條件下獲得理想的電化學(xué)性能。為了降低電極極化電阻,本文采用離子和電子混合電導(dǎo)的電極材料(SSC.SDC)及優(yōu)化電極微觀結(jié)構(gòu),即制備功能梯度多層陰極。
　　 結(jié)果表明,復(fù)合漿料旋涂結(jié)合熱處理可以有效地在基板表面制備出復(fù)合陰極層,且制備的陰極層與基

3、板結(jié)合良好;通過使用氨基乙酸法和固相合成法制備的粉末,實現(xiàn)了陰極中晶粒尺度的調(diào)控;通過控制漿料中SSC和SDC相對含量獲得了組分梯度;控制造孔劑含量有效地實現(xiàn)孔隙度的調(diào)控,從而獲得在中低溫SOFC中具有良好應(yīng)用價值的梯度陰極。
　　 (2)SOFC－H復(fù)合電解質(zhì)的研究
　　 采用質(zhì)子電導(dǎo)電解質(zhì)是中低溫SOFC發(fā)展的一個趨勢。本文對用于質(zhì)子交換膜燃料電池的質(zhì)子電導(dǎo)玻璃與常規(guī)的陶瓷基質(zhì)子電導(dǎo)材料進(jìn)行復(fù)合,以綜合利用兩者分別在