固體氧化物燃料電池陽極相轉化制備及電池性能研究.pdf

1、人類社會的快速發展和大量化石能源消耗，已導致嚴重的環境問題。因此，發展高效、清潔的新能源技術，在滿足人們對電能需求的同時，要減輕或避免對環境的影響，實現可持續發展，是世界各國的共同目標。固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cells，SOFCs)，以氫為燃料，實現零污染排放，而且效率高(60％-80％)。
　　目前SOFCs技術，單電池結構廣泛采用電極支撐設計。電極支撐設計單電池，由于電解質的薄膜化，電池的操作溫

2、度可顯著降低(500-650℃)，從而降低成本（電池堆使用低成本的金屬連接材料），并提高電池的長期穩定性和使用壽命。對于電極支撐的單電池，進一步提高電池性能，除電池材料外，最關鍵的問題是優化電池結構，尤其是支撐體電極的孔結構（降低濃差極化），以及發展低成本的電池制備技術。
　　本論文研究采用現有電池材料，重點研究開放、直孔陽極支撐體平板型及微管SOFC單電池制備技術，以及電池的性能。
　　論文第一章首先介紹了SOFC的工作原

3、理，關鍵材料，SOFCs技術的發展現狀、趨勢和存在的問題，以及本論文的研究內容和目標。
　　第二章著重研究采用相轉化流延技術，制備開放、直孔陽極支撐體平板型的Ni-YSZ|YSZ|YSZ-LSM單電池(YSZ=Zr0.8Y0.2O2-δ，LSM=La0.8Sr0.2MnO3-δ)，以及單電池以H2-3％H2O為燃料和環境空氣為氧化劑的電輸出性能。研究采用相轉化流延技術制備開放、直孔結構的NiO-YSZ陽極支撐體，漿料涂敷(dip-

4、coating)制備YSZ致密電解質層，絲網印刷(screen printing/ brush-printing)制備LSM-YSZ多孔陰極。
　　第三章研究采用相轉化擠出技術制備NiO-YSZ中空纖維膜陽極支撐體，用提拉浸漬的方法制備YSZ電解質，YSZ-LSM作為雙相復合陰極，并研究了陽極支撐中空纖維管燃料電池的電輸出性能。
　　第四章研究不同凝固條件對中空纖維管的微觀結構的影響，期望獲得開放直孔結構的中空纖維陽極支撐體