絲網印刷制備電解質膜工藝參數研究.pdf

1、固體氧化物燃料(SOFC)具有高效、潔凈、功率密度高及模塊化結構等突出優(yōu)點,因而受到各國的廣泛的重視。為促進當今中低溫SOFC的產業(yè)化發(fā)展,低成本的薄膜化制備技術成為關鍵。絲網印刷技術已經被運用于電解質膜的制備。固體電解質是SOFC最核心的部件,它的厚度和致密度將直接影響單電池的性能。本文對采用絲網印刷技術制備Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)電解質膜工藝過程中的印刷層數、漿料配比、燒結溫度以及陽極配比四個工藝參數對單電池性能的影響

2、進行了考察。研究結果表明：SDC印刷層數對電解質膜的微結構和性能具有很大影響。當SDC印刷層數低于五層時,單電池的開路電壓較低。要獲得性能良好的SDC電解質膜,五層印刷是最低要求。SDC電解質膜微結構和性能與絲網印刷使用的印刷漿料配比關系密切。當印刷漿料中SDC質量百分比含量過高或過低時,燒結后SDC膜表面都出現(xiàn)一定的孔洞和裂紋,只有印刷漿料中SDC質量百分比在40%左右時,燒結之后的SDC膜表面無孔洞和裂紋,單電池呈現(xiàn)良好的性能。SD

3、C電解質膜的燒結溫度也是絲網印刷的關鍵參數之一。當燒結溫度較低時,燒結后的SDC電解質膜多孔,氣密性差,單電池的開路電壓不到0.7V。1400℃是SDC膜致密化的最低燒結溫度。陽極中NiO和SDC的配比對單電池的性能影響顯著。NiO與SDC配比為65：35的陽極恒溫還原后的電導率為1820S/cm,制備出的單電池的放電曲線不再存在濃差極化現(xiàn)象,650℃時最大功率密度可達1.07W/cm2,表現(xiàn)出良好的性能。本文還對以Al2O3摻雜的Zr