絲網(wǎng)印刷制備電解質(zhì)膜工藝參數(shù)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(jié)構(gòu)等突出優(yōu)點(diǎn),因而受到各國的廣泛的重視。為促進(jìn)當(dāng)今中低溫SOFC的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,低成本的薄膜化制備技術(shù)成為關(guān)鍵。絲網(wǎng)印刷技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用于電解質(zhì)膜的制備。固體電解質(zhì)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(duì)采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)電解質(zhì)膜工藝過程中的印刷層數(shù)、漿料配比、燒結(jié)溫度以及陽極配比四個(gè)工藝參數(shù)對(duì)單電池性能的影響

2、進(jìn)行了考察。研究結(jié)果表明：SDC印刷層數(shù)對(duì)電解質(zhì)膜的微結(jié)構(gòu)和性能具有很大影響。當(dāng)SDC印刷層數(shù)低于五層時(shí),單電池的開路電壓較低。要獲得性能良好的SDC電解質(zhì)膜,五層印刷是最低要求。SDC電解質(zhì)膜微結(jié)構(gòu)和性能與絲網(wǎng)印刷使用的印刷漿料配比關(guān)系密切。當(dāng)印刷漿料中SDC質(zhì)量百分比含量過高或過低時(shí),燒結(jié)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(zhì)量百分比在40%左右時(shí),燒結(jié)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(zhì)膜的燒結(jié)溫度也是絲網(wǎng)印刷的關(guān)鍵參數(shù)之一。當(dāng)燒結(jié)溫度較低時(shí),燒結(jié)后的SDC電解質(zhì)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(jié)溫度。陽極中NiO和SDC的配比對(duì)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(dǎo)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(shí)最大功率密度可達(dá)1.07W/cm2,表現(xiàn)出良好的性能。本文還對(duì)以Al2O3摻雜的Zr