工業(yè)尺寸陽極支撐SOFC亞微米GDC隔離層的制備及性能

編號：NMJS09238

篇名：工業(yè)尺寸陽極支撐SOFC亞微米GDC隔離層的制備及性能

作者：李宗迅 呂秋秋 趙浩宇 賀建宇 劉陽 孫再洪 孫凱華 朱騰龍

關(guān)鍵詞： 工業(yè)尺寸SOFC GDC隔離層 水熱原位生長 電解質(zhì) 界面

機(jī)構(gòu)： 徐州華清京昆能源有限公司 南京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院

摘要： 摻 Gd2O3的 CeO2(GDC)阻擋層是固體氧化物燃料電池(SOFC)的重要組成部分，它有效地防止了高性能陰極 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ (LSCF)與 Y0.16Zr0.84O2-δ (YSZ)電解質(zhì)之間的副反應(yīng)。傳統(tǒng)的濕陶瓷工藝用于制備 GDC 阻擋層，導(dǎo)致密度低、厚度過大。這不能充分防止鍶和其他元素的擴(kuò)散，并增加電池的歐姆阻抗。相反，先進(jìn)的涂層技術(shù)可以產(chǎn)生超薄、致密的 GDC 隔離層; 然而，這些方法成本高，在非平板型電池表面實(shí)施具有挑戰(zhàn)性。先前的研究介紹了一種通過熱液原位生長制備致密 GDC 勢壘層的新方法。該方法成功地在陽極支撐電池的 YSZ 電解質(zhì)表面形成了超薄致密的 GDC 阻擋層，大大提高了電池的電化學(xué)性能。相當(dāng)大地，水熱原位生長技術(shù)被放大了60倍，使得能夠在10cm × 10cm 工業(yè)陽極支持的單電池上制備連續(xù)的0.7 μm 厚的 GDC 阻擋層。這一發(fā)展導(dǎo)致了 GDC/YSZ 雙層電解質(zhì)的構(gòu)建，大大降低了電池的界面電阻并提高了其輸出性能。在720 °C 和0.7 V 的工作條件下，單電池的輸出功率達(dá)到61.6 W。這項(xiàng)研究表明了在工業(yè)尺寸的 SOFC 單電池中低成本生產(chǎn)致密的 GDC 阻擋層的潛力，并證實(shí)了原位水熱生長技術(shù)用于工業(yè)應(yīng)用的可行性。