宫勋
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孟秀霞
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杨乃涛
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谭小耀
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尹屹梅
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马紫峰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12755
本研究利用相转化共纺丝法一步制备出微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)用电解质/阳极(YSZ/NiO-YSZ)双层中空纤维膜,将制得的YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维膜前驱体经1450℃烧结后,以纯H2在700℃下还原4h得到YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维膜.电解质YSZ膜层厚度通过改变YSZ铸膜液挤出速率来调节.将La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)阴极乳浆浸渍涂覆在烧结后的YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维膜外,经1200℃烧结后形成微管式固体氧化物燃料电池.结果表明,当阳极铸膜液以10 mL/min速率挤出,而电解质铸膜液挤出速率为0.5、1、1.5、2 mL/min时,构造的YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维膜电解质层厚度分别为6、13、18、28 μm,其机械强度、气密性均随着电解质层厚度增加而增大,但电导率与孔隙率受电解质层厚度的影响较小.YSZ膜厚度为28 μm的MT-SOFC,800℃时以20 mL/min氢气作为燃料,30 mL/min空气作为氧化剂,最大开路电压为1.01V,最大输出功率只有75 mW/cm2.但同样测试条件下,YSZ膜厚度为6μm的MToSOFC,开路电压为0.92 V,最大输出功率升至329 mW/cm2.
关键词:
双层中空纤维
,
YSZ电解质膜
,
相转化法
,
微管式固体氧化物燃料电池
,
共纺丝-共烧结
