Cu-CeO_2基阳极直接甲烷SOFC的制备及其性能

【摘要】：采用干压法制备了NiO-YSZ(氧化钇稳定氧化锆)/(ZrO2)0.89(Sc2O3)0.1(CeO2)0.01(10ScSZ-1CeO2)半电池,经还原-酸溶法除去NiO制备了多孔YSZ负载致密10ScSZ-1CeO2双层结构,通过浸渍法在多孔YSZ阳极基体中引入Ce、Cu的硝酸盐制备Cu-CeO2-YSZ复合阳极,结合La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极构建了Cu-CeO2-YSZ/10ScSZ-1CeO2/LSCF单元电池.通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)等手段对电池单元的物相、微观结构进行表征.结果表明:还原-酸溶法制备的YSZ/10ScSZ-1CeO2双层结构的YSZ基体具有孔隙率高(64%)、孔洞连通性好的微观结构,有助于采用浸渍法引入Ce、Cu硝酸盐;10ScSZ-1CeO2电解质薄膜致密无缺陷,厚约30μm.电性能测试表明所构建单元固体氧化物燃料电池(SOFC)具有良好的电性能输出,在650℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别为0.29和0.09W·cm-2;在700℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别达到0.48和0.21W·cm-2.优良的电性能主要归功于小的电解质内阻和阴极极化电阻以及良好的阳极微观结构. 【作者单位】： 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院 煤气化燃料电池研究中心;中国科学院过程工程研究所 多相复杂系统国家重点实验室;
【关键词】： 固体氧化物燃料电池 甲烷 Cu-CeO 阳极 浸渍
【基金】：国家自然科学基金青年科学基金(20806088) 重点项目(50730002,50730004)资助~~
【分类号】：TM911.4
【正文快照】： 固体氧化物燃料电池(SOFC)具有能量转换效率高、环境友好(SOx、NOx排放、噪音污染低)和燃料适应性广等优点,是举世公认的高效绿色能源转换技术.现有的SOFC通常采用氢气作燃料,而使用氢气作燃料的SOFC存在很多限制条件,如氢气的运输、储存及安全难以保证;而且,目前的氢源主要

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