中溫平板式SOFC陽極半電池體系的研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFC)以其高效、低污染等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是未來很有希望的綠色發(fā)電方式之一，越來越受到人們的廣泛關(guān)注。為了提高SOFC模擬電池的放電性能，對(duì)電解質(zhì)膜，陽極進(jìn)行了改進(jìn)及性能研究，并且探索了陽極支撐平板式SOFC單電池的制備方法。
　　首先，采用流延法對(duì)YSZ電解質(zhì)薄膜工藝進(jìn)行了改進(jìn)。改變了YSZ粉料的組成，采用TOSOHYSZ和JCYSZ粗細(xì)顆?；旌现苽淞嗽?00℃開路電壓達(dá)到1.1V，電鏡觀察下晶粒結(jié)合緊密的電解質(zhì)

2、膜。在保證開路電壓不降的前提下，將電解質(zhì)膜的厚度從20μm降低到15μm，降低了阻抗，將電池800℃時(shí)的功率密度提高了12.2％。在電解質(zhì)中加入0.5mass%Al2O3，降低了晶界電阻。此外還初步考察了絲網(wǎng)印刷法制備電解質(zhì)膜。
　　其次，對(duì)陽極的支撐層和功能層進(jìn)行了改進(jìn)。采用加入占固含量30mass%的新型造孔劑PMMA改善了支撐層結(jié)構(gòu)，阿基米德排水法測試支撐層孔隙率達(dá)到60%，SEM觀察發(fā)現(xiàn)陽極支撐層形成了圓形通孔結(jié)構(gòu)，為陽極

3、反應(yīng)提供足夠的氣體通道。
　　采用共沉淀法制備了平均粒徑33nm的純相NiO。用放電曲線比較了不同粒徑的NiO對(duì)電池性能的影響，納米級(jí)的NiO提供了更多的三相反應(yīng)界面，其中細(xì)顆粒的NiO將電池功率密度提高了49.9%。TOSOHYSZ粗細(xì)顆粒混合加入功能層，形成了較為理想的陽極結(jié)構(gòu)，提高了電池的性能。采用Pechini法制備NiO/YSZ復(fù)合粉體，SEM及能譜測試發(fā)現(xiàn)形成了YSZ包覆NiO的結(jié)構(gòu)，將復(fù)合粉末加入功能層，電池在800