梯度cu-ceo2-ni-ysz复合阳极直接甲烷sofc的制备与性能

采用三层共压-共烧结法,并涂覆la0.8sr0.2mno3(lsm)阴极,制备了梯度ni-ysz阳极结构的固体氧化物燃料电池(sofc)(大孔ni-ysz|微孔ni-ysz|ysz|lsm)(ysz:y2o3稳定的zro2;lsm:sr掺杂的lamno3).通过浸渍法在大孔ni-ysz基底中沉积占总重量约1%的cu-ceo2抗积碳催化剂,形成梯度cu-ceo2-ni-ysz复合阳极.分别以ch4和h2为燃料,空气为氧化剂,测定了构造的sofc输出电性能和长期稳定性.结果表明,三层共压-共烧结法制备的梯度阳极sofc,层间结合紧密无缺陷,阳极梯度孔结构明显,ysz膜致密无缺陷.在850℃下操作,以梯度ni-ysz阳极制备的sofc,燃料由h2切换为甲烷时,最大功率密度由284mw·cm-2下降到143mw·cm-2;而以cu-ceo2-ni-ysz复合阳极构造的sofc出现相反趋势,h2切换为甲烷后最大输出由176mw·cm-2增加到196mw·cm-2.在250ma·cm-2负荷下,梯度ni-ysz阳极支撑的直接甲烷sofc仅稳定运转10h便出现明显衰减,阳极中积碳严重;但cu-ceo2-ni-ysz复合阳极支撑sofc连续运转50h,输出电压与输出功率密度基本不变,电镜观察不到积碳.