以丁烷为燃料的便携直接火焰固体氧化物燃料电池堆的研究(英文)

以丁烷液化气为燃料,以固体氧化物燃料电池为电源,可以进行全天候的充电,是未来理想的充电模式。研究了以丁烷为燃料的可以便携的直接火焰燃料电池堆。该电池结构和电性能分别用扫描电子显微镜SEM和电化学工作站进行了表征。该电池堆由3片以Ni/YSZ为阳极支撑形的单电池构成。该电池堆操作开路电压为2.1 V,最大输出功率为0.24 W,可带动小风扇连续运行超过4 h。运行4 h后电池阳极没有积炭发生,说明该电池可以连续运行多个小时,可用作便携充电电源。     

固体氧化物燃料电池NiO@GDC复合阳极制备及性能研究

采用溶胶凝胶法制备NiO@GDC复合阳极材料.以NiO、GDC作为阳极、YSZ为电解质、GDC为阻挡层、LSCF为阴极制备单电池,并研究不同NiO/GDC质量比对粉体形貌及单电池电性能的影响.通过XRD、SEM以及电化学工作站等测试手段分别对粉体、物相及电池的电性能进行了测试与表征.结果表明,750℃下,3; H2O+H2还原气氛下测试,阳极中NiO/GDC质量比为5∶5时单电池具有最好的电池输出性能,最高开路电压为1.08 V,功率密度是0.4 W/cm2,极化电阻是1.0 Ω·cm2.     

Pd修饰Ni-YSZ多维阳极在直接甲烷SOFC的抗积碳研究

Ni-YSZ阳极在固体氧化物燃料电池(SOFC)中使用最为广泛,但是存在积碳问题.采用流延-压烧工艺制备NiO-YSZ|| YSZ池阳极支撑型半电池.对NiO-YSZ|| YSZ半电池进行还原,制备Ni-YSZ阳极.以PdCl2为原料,乙醇为表面活性剂,在Ni/YSZ阳极上表面制备纳米Pd功能层,并制备Pd-Ni-YSZ || YSZ || Pd-Ag单电池.通过SEM和XRD对电极进行表征,发现Pd在Ni-YSZ阳极表面以及内部可以形成多维纳米催化层.浸渍量为0.6wt; Pd的单电池,以甲烷为燃料气时,在750℃和800℃功率密度分别达到了360 mW/cm2和446 mW/cm2.在开路电压下,电池的运行23 h,没有出现明显下降和积碳现象.     

核壳结构的LSCF-GDC复合阴极的合成研究

采用静电纺丝技术制备结构均一的LSCF纤维,再利用溶胶法在纤维表面包裹一层GDC纳米粉体,构建核壳结构的LSCF-GDC复合阴极.运用DTA-TG、XRD、SEM、EDS和电化学工作站等测试手段分别对静电纺丝纤维的热性能、物相组成、粉体及单电池的形貌、阴极成分和单电池的电性能等进行了表征.研究结果表明,通过静电纺丝法可以制备纳米级LSCF纤维.该纤维经过800℃烧结后,形成直径在150～200 nm长度超过100μm的LSCF纤维.以Ce(NO3)3·6H2O、Gd(NO3)3·6H2O溶胶作为原料,与LSCF混合可以制备具有核壳结构的LSCF-GDC复合材料.该材料与通过涂刷烧结的方式可以在GDC//GDC+NiO半电池表面制备具有纤维结构的多孔阴极.制备后的电池为LSCF-GDC//GDC//GDC+NiO结构,该单电池在700℃下,以H2为燃料,空气为氧化气的最大功率密度为0.64 W/cm2,极化阻抗为0.04Ω·cm2.