EB-PVD沉積MS-SOFC陽(yáng)極功能涂層和電解質(zhì)層的研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)電化學(xué)發(fā)電裝置，具有環(huán)境友好、能量轉(zhuǎn)換效率高和燃料適應(yīng)廣泛等優(yōu)點(diǎn)，是21世紀(jì)各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的一種新型綠色發(fā)電裝置。SOFC采用多孔金屬作為支撐體，可以解決長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾研究人員的密封、Ni團(tuán)聚等問(wèn)題。此外，還可以顯著的降低制造成本。金屬支撐型SOFC具有快速啟動(dòng)的能力，在長(zhǎng)期運(yùn)行下具有良好的穩(wěn)定性。
　　本文研究利用電子束物理氣相沉積(EB-PVD)在多孔金屬支撐體

2、上沉積金屬支撐型固體氧化物燃料電池(Metal Supported-SOFC,MS-SOFC)陽(yáng)極功能涂層(Anode Functional Layer,AFL)和電解質(zhì)層。在提出金屬支撐型SOFC架構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)選擇基板種類，并控制基板溫度，基板高度，蒸發(fā)電流和沉積時(shí)間等工藝參數(shù)，在多孔不銹鋼基板上實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)的陽(yáng)極功能涂層的沉積和陽(yáng)極功能層及電解質(zhì)層的連續(xù)沉積。利用SEM、TEM、XRD、EDAX和BET等方法對(duì)涂層的顯微結(jié)構(gòu)、相組成

3、、孔隙率和孔徑分布進(jìn)行表征，并研究了陽(yáng)極功能涂層的透氣性和高溫導(dǎo)電性。
　　研究結(jié)果表明，利用EB-PVD能夠在多孔不銹鋼上沉積出具備納米級(jí)孔隙和顆粒幾何特征的陽(yáng)極功能涂層。用Ni錠料和YSZ粉末作為蒸發(fā)材料，孔隙孔徑過(guò)小。利用NiO代替Ni，用NiO和YSZ粉末作為蒸發(fā)材料再還原，可以增大孔徑，而保持顆粒尺寸很細(xì)小。采用NiO和YSZ粉末為蒸發(fā)材料得到的涂層比表面積大，能夠提供大量的三相反應(yīng)區(qū)界面同時(shí)保證一定的透氣性。此外，它還