固體氧化物燃料電池陽極材料的研究.pdf

1、隨著世界能源的日益緊張，各國都在積極尋求新能源來保證本國的能源安全。固體氧化物燃料電池作為一種有別于傳統能源的能量轉化方式，正在逐漸受到各國的重視。固體氧化物燃料電池(SOFC)是第四代燃料電池。中低溫(400-600℃)固體氧化物燃料電池在材料制備，成本方面獨具優勢。陽極材料位于電解質與燃料之間，它們是直接接觸的，因此其性能好壞關系到電池的性能，找到與電解質匹配的陽極材料是SOFC發展的瓶頸。直接碳燃料電池是用碳直接作陽極，是一種轉化

2、效率更高(理論上100％)，成本更低的燃料電池，它幾乎可以轉化任何固體碳物質。它以熔融的碳酸鹽作為電解質，工作溫度在650℃左右，容易腐蝕材料。 本論文圍繞中低溫條件SOFC的新型陽極材料以及直接碳燃料電池開展了相關的研究工作，采用溶膠凝膠法制備陽極材料，通過X射線衍射技術(XRD)分析材料的晶相以及電子掃描顯微鏡(SEM)觀察材料的形貌，選擇適宜的初始材料制備工藝以及后續煅燒、燒結溫度，得到的陽極材料裝配成為單電池測試電性能。

3、 1、選用CeO2，CuO、NiO、CoO-Sm0.1Ce0.903(MO-SDC)，以及集陽極材料作為陽極材料制備電池片，考察燒結工藝條件對單電池的電性能的影響。CeO2，集陽極材料制備的素壞在700℃下燒結0.5h后電池性能最好：MO-SDC材料在700℃燒結電池性能最好，但是發現當其在超過750℃燒結時，電池片會發生扭曲形變。 2、在MO-SDC材料中添加具備良好電子電導性和高溫抗氧化性能的氣相生長炭纖維(VGCF

4、)，考察該復合陽極材料對單電池的電性能的影響。實驗發現，添加1.25wt％VGCF的MO-SDC陽極材料，使用H2作燃料時獲得功率密度0.326W/cm2，證明VGCF的加入可以提高SOFC單電池片的電性能。 3、考察MO-SDC干凝膠的焙燒溫度對電池性能的影響，實驗表明在550℃焙燒時氫氣進料時獲得0.337W/cm2的功率密度，繼續對優化的陽極材料考察用甲醇作燃料，獲得0.258 W/cm2的功率密度。 4、初步建立