阳极支撑质子导体电解质固体氧化物燃料电池的制备及其性能研究

摘要

本研究采用高温固相反应法合成了BaCe0.7Zr0.1Y0.2O3–δ（BCZY7）质子导体氧化物,对材料的物相结构和微观形貌进行表征和分析,并将BCZY7作为固体氧化物燃料电池（SOFC）的电解质,通过浸渍法和共烧结法成功制备了阳极支撑的NiO-BCZY7/BCZY7/La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3–δ（LSCF）-BCZY7钮扣式电池。以氢气（含3vol%H2O）为燃料,空气为氧化剂,对电池的电化学性能进行测试。结果表明,在600、550、500℃时,电池的最高功率密度分别为203, 123, 92 mW·cm–2,而传统（ZrO2）0.92（Y2O3）0.08基SOFC在600℃时通常只有几十毫瓦的单位面积输出,质子导体电解质可以极大改善SOFC的中低温性能,缓解SOFC工作温度高的问题。

关键词