中低温固体氧化物燃料电池研制

综述了中国科技大学生物质洁能源实验室在中低温固体氧化物燃料电池研究方面的最近进展 ,包括电解质薄膜的制备技术 ,阴极材料和用凝胶浇注法制备高性能的阳极材料     

溶胶-凝胶法制备固体氧化物燃料电池复合阴极

用溶胶-凝胶法制备了中温固体氧化物燃料电池的50w/%Sm0.2Ce0.8O1.90(SDC)+50w/%(La0.85Sr0.15)0.9MnO3-8(LSM)复合阴极.阴极-电解质(SDC)界面电阻深受阴极微结构的影响用溶胶凝胶法制备的阴极具备有利于氧还原反应的微结构,包括小的粒径、高的孔隙率、高的比表面积等.而微结构又受到烧结温度的影响,界面电阻最小时的烧结温度为950℃.800℃时界面电阻为0.14Ωcm2,明显低于其他方法制备的同化学成分阴极的界面电阻.     

基于掺杂氧化铈电解质的梯度阴极的制备及其电化学性能

用硝酸盐浸渍法制备了由锰酸锶镧(LSM)、钴酸锶镧(LSC)和氧化钐掺杂氧化铈(SDC)组成的梯度阴极,确定了电极最佳烧结温度为1 000℃.与复合阴极LSM-SDC和LSC-SDC相比,梯度阴极的界面比电阻大大减小,以SDC为电解质,750℃时的比电阻仅为0.06 Ω·cm2.用交流阻抗方法考察了梯度阴极的反应机理,实验表明反应速度控制步骤随反应温度和氧分压发生显著变化.阻抗谱高频弧和低频弧所对应的电极过程,分别可能由氧的解离吸附和气体扩散所控制.结果还表明梯度阴极充分利用了LSM、LSC和SDC的优点,提高了阴极性能,有望成为中温固体氧化物燃料电池的新一代阴极材料.