微管式固体氧化物燃料电池阳极微结构及其性能

无机材料学报, 2014, 29(12): 1246-1252. doi: 10.15541/jim20140185

微管式固体氧化物燃料电池阳极微结构及其性能

杨乃涛 ^1, , 申义驰 ^2, , 延威 ^3, , 孟秀霞 ^4, , 谭小耀 ^5, , 马紫峰 ^6,

1.山东理工大学化工学院,淄博255049

2.山东理工大学化工学院,淄博255049

3.山东理工大学化工学院,淄博255049

4.山东理工大学化工学院,淄博255049

5.天津工业大学化工系,天津300387

6.上海交通大学化工系,上海200240

基金项目: 山东省自然科学基金(ZR2013BM010)National Natural Science Foundation of China (21376143) 国家自然科学基金(21376143) Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2013BM010)

关键词：微管固体氧化物燃料电池 , 相转化法 , 阳极微结构 , 浓差极化

Microstructure and Performance of Anode for Microtubular Solid Oxide Fuel Cells

Keywords： microtubular solid oxide fuel cell , hollow fiber , anode microstructure , concentration polarization

利用相转化纺丝法制备了NiO-YSZ中空纤维,在其外表面负载YSZ膜1450℃共烧后形成YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维.阳极孔结构通过芯液(N-甲基砒咯烷酮(NMP)+乙醇)中溶剂NMP的含量来控制.当NMP含量从0、30wt％、50wt％、70wt％增加到100wt％时,阳极的孔结构由指状孔/海绵孔/指状孔三明治结构逐渐成为贯通的指状孔结构,电解质膜致密性、还原后的双层中空纤维的机械强度、阳极电导率逐渐减小,而孔隙率则增加.多孔的阴极Ag涂敷于致密的电解质膜外表面构成微管SOFC.H2/空气微管SOFC的浓差极化随着指状孔长度的增加而减小,当NMP含量为70wt％时,输出性能最佳,最大功率密度为662 mW/cm2 (800℃),此时极化阻抗最小.

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