双过渡层阴极对流延法制备的阳极支撑直接碳固体氧化物燃料电池性能的改善作用
来源期刊：中国稀土学报2019年第2期
论文作者：汪维 刘志军 张亚鹏 刘佩佩 刘美林 刘江
文章页码：232 - 240
关键词：固体氧化物燃料电池;阳极支撑;流延法;双过渡层阴极;碳燃料;稀土;
摘 要：采用流延法制备了阳极支撑的固体氧化物燃料电池（SOFC）,电解质材料为钇稳定化氧化锆（YSZ）,阳极为镍和YSZ构成的金属陶瓷（Ni-YSZ）,阴极为LSCF-GDC/LSCF复合材料,同时在阴极与电解质之间制备了YSZ-GDC/GDC双过渡层。分别采用含3%的加湿H2和活性炭为燃料,对此电池的输出性能及阻抗谱进行测试。采用加湿H2测试的结果表明:在800℃下,采用双过渡层电池的开路电压达到1 V,最大功率密度为680 mW·cm-2,比未改良电池的最大功率密度(372 mW·cm-2)提高了83%。直接采用固体碳为燃料时,具有双过渡层阴极的电池在850℃时的开路电压达到0.95 V,最大输出功率密度达429 mW·cm-2,几乎比无过渡层阴极的电池(225 mW·cm-2)高出1倍,特别是双过渡层阴极还使直接使用碳燃料的SOFC（DC-SOFC）的燃料利用率提高了33%。
汪维1，刘志军1，张亚鹏1，刘佩佩1，刘美林1,2，刘江1
1. 华南理工大学环境与能源学院新能源研究所广州市能源材料表面化学重点实验室2. 美国佐治亚理工学院材料科学与工程系
摘 要：采用流延法制备了阳极支撑的固体氧化物燃料电池（SOFC）,电解质材料为钇稳定化氧化锆（YSZ）,阳极为镍和YSZ构成的金属陶瓷（Ni-YSZ）,阴极为LSCF-GDC/LSCF复合材料,同时在阴极与电解质之间制备了YSZ-GDC/GDC双过渡层。分别采用含3%的加湿H2和活性炭为燃料,对此电池的输出性能及阻抗谱进行测试。采用加湿H2测试的结果表明:在800℃下,采用双过渡层电池的开路电压达到1 V,最大功率密度为680 mW·cm-2,比未改良电池的最大功率密度(372 mW·cm-2)提高了83%。直接采用固体碳为燃料时,具有双过渡层阴极的电池在850℃时的开路电压达到0.95 V,最大输出功率密度达429 mW·cm-2,几乎比无过渡层阴极的电池(225 mW·cm-2)高出1倍,特别是双过渡层阴极还使直接使用碳燃料的SOFC（DC-SOFC）的燃料利用率提高了33%。
关键词：固体氧化物燃料电池;阳极支撑;流延法;双过渡层阴极;碳燃料;稀土;
