刘亚迪
,
袁春
,
周玉存
,
邹杰
,
辛显双
,
王绍荣
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140083
La0.2Sr0.8TiO3 (LST)对于直接甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池而言是一种具有潜力的阳极材料.本研究采用传统的固相反应法合成了LST粉体,按照质量比5∶5混合LST和Sc0.1Zr0.9O2(SSZ)粉体,以此复合阳极材料制备对称电池并测试其极化阻抗.在氢气气氛中700、750和800℃时阳极极化阻抗分别为5.3、3.0以及2.0 Ω·cm2.鉴于LST的电导率较低,我们通过浸渍工艺加入10wt％的Ni来提高复合阳极的电导率和催化活性,复合阳极测得的极化阻抗明显减小.以10wt％Ni-LST-SSZ作为阳极材料制备出的阴极支撑型单电池,其在氢气和甲烷中的最大功率密度分别可达到225 mW/cm2和175 mW/cm2,并且在甲烷燃料中放电时表现出了较好的稳定性.
关键词:
浸渍
,
复合阳极材料
,
极化阻抗
,
甲烷
周玉存
,
叶晓峰
,
王绍荣
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150610
与传统的全陶瓷结构的固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)相比,金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFCs)具有材料成本低,结构稳定性高,抗热震性高等优点。为了促进SOFC的商业化,采用流延–烧结–浸渗工艺制备了Ce0.8Sm0.2O2-δ(SDC)-430L阳极/Zr0.88Sc0.22Ce0.01O2.12(SSZ)电解质/SDC-430L阴极构型的全对称结构金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)。电池以湿氢气为燃料、空气为氧化气,在600、650和700℃时的最大功率密度为220、250和280 mW/cm2。电化学阻抗谱的测试表明,电池的性能由SDC-430L电极的极化阻抗所主导,在700、650和600℃时,电池欧姆阻抗分别为0.16、0.21和0.29??cm2,极化阻抗分别为0.67、0.90和1.22??cm2。与阳极相比,阴极的极化阻抗更为显著。对称SDC-430L电池在3%H2O-97%H2和空气气氛中测得的极化阻抗分别为0.23和1.92??cm2(650℃)。进一步优化电池结构(例如采用更加精细的430L骨架)和催化材料(例如含有Ag、Pt的复合材料)将有助于提升该MS-SOFC的电化学性能。
关键词:
金属支撑
,
固体氧化物燃料电池
,
氧化铈
