硬模板法制备固体氧化物燃料电池Ni0.5Cu0.5Ba0.05Ox包覆管状SDC立体阳极

摘要

为在固体氧化物燃料电池中有效利用干甲烷为燃料,需制作多孔立体阳极.采用硬模板法和浸渍法制备Ni05Cu05Ba0.05Ox包覆管状SDC阳极材料(Ni05Cu05Ba0.05Ox/SDC),为作对比,用溶胶凝胶法制备粉末状Ni0.Cu05Ba0.05Ox,机械混合SDC粉末制备Ni0.Cu05Ba0.05Ox-SDC.将这两种阳极材料分别制作电解质支撑的单电池Ni0.Cu05Ba0.05 O/SDC| YSZ| LSM-YSZ与Ni0.5Cu0.5Ba0.05Ox-SDC|YSZ|LSM-YSZ,并进行发电性能测试以及长期稳定性实验.结果表明,800℃下,干甲烷环境中,Ni0.5Cu05Ba0.05Ox-SDC为阳极的单电池最大功率密度为324.99 mW/cm2,运行10h后,电压下降5.60％;而以Ni0.5Cu0.5Ba0.05Ox/SDC为阳极的单电池最大功率密度达到384.54 mW/cm2,运行100h后,电压未严重衰减.实验后阳极的SEM照片表明,Ni0.Cu05Ba0.05Ox-SDC阳极内孔隙狭小,易被积炭堵塞;而Ni0.5Cu0.5Ba0.05O/SDC阳极呈立体多孔结构,有利于燃料气体与反应后气体的扩散.催化剂颗粒均匀地包覆在SDC纤维管表面,有利于增加三相界面,提高电池的稳定性.