衡陽瑞達述金屬支撐固體氧化物燃料電池研究取得進展

　　金屬支撐固體氧化物燃料電池研究取得進展

　　固體氧化物燃料電池(SolidOxideFuelCells,SOFC)是一種全固態(tài)能量轉換裝置，通過電化學反應將燃料(如氫氣、天然氣等)化學能直接轉化成電能。SOFC具有高效率、低排放、無噪音等優(yōu)點，在大型電站、分布式電站、家庭熱電聯(lián)供系統(tǒng)、汽車輔助電源等領域具有很大的應用前景。不過，SOFC發(fā)電技術仍然尚未走向大規(guī)模應用，其主要制約因素是成本和壽命問題。新型金屬支撐構造可以提高單電池機械強度，增加電池抗熱沖擊能力，降低SOFC系統(tǒng)成本，因此近些年來金屬支撐SOFC(MS-SOFC)在世界范圍內引起了廣泛關注，并逐漸成為SOFC研究領域內新的研究熱點。盡管金屬支撐SOFC較傳統(tǒng)的電解質或電極支撐SOFC具有很多優(yōu)勢并且在近年來得到了很好的發(fā)展，但由于金屬與陶瓷材料在物理、化學性能上具有截然不同的特性，因而將金屬尤其是不銹鋼引入到SOFC上作為支撐體，在電池制備與運行過程中都面臨著很多新的問題。

　　中國科學院上海硅酸鹽研究所占忠亮研究員帶領課題組和合作者利用溶液浸漬技術將Sm0.2Ce0.8O2-δ(SDC)納米催化劑均勻地沉積在多孔430L不銹鋼的孔內壁，從而形成金屬支撐納微尺度復合陽極?Nano-SDC@430L。Nano-SDC@430L復合電極融合了SDC催化劑的氧化-還原特性與430L不銹鋼骨架的高電子電導性質，對氫氣的電化學氧化反應具有優(yōu)異的催化活性，在800和700°C的面比電阻僅為0.10±0.01和0.18±0.03Ωcm2，以Nano-SDC@430L為陽極、以氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)為電解質的燃料電池在800和700°C的峰值功率密度分別達到了0.94和0.55Wcm?2。該結構設計不僅解決了金屬支撐電池面臨的陽極制備難題，也為SOFC高效電極設計提供了一個新的途徑，即將低電導率的高效催化劑引入到高強度、高電導率、無催化活性的不銹鋼骨架中。相關結果發(fā)表在Adv.EnergyMater.上。

　　相關工作得到了國家科技部“973”計劃、“863”計劃以及國家自然科學基金的資助。

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