固体氧化物燃料电池中的陶瓷材料

摘要：

固体氧化物燃料电池(SOFC)也称为陶瓷燃料电池,其关键组成电解质、阴极和阳极均为陶瓷氧化物材料.致密电解质薄膜材料是核心,主要是(纯)氧离子导体,其电导率依赖于氧化物中的氧离子空位传导,氧空位主要来源于氧化物中低价金属离子掺杂;工业上主要使用萤石结构Y2O3掺杂的ZrO2(YSZ)和Sc2O3掺杂的ZrO2(ScSZ),更高氧离子电导率的材料包括掺杂的CeO2、δ-Bi2O3和掺杂的LaGaO3钙钛矿材料,有望在中低温下使用.电极都是多孔陶瓷材料,同时具有氧离子传导和电子传导性能.工业上阳极主要采用Ni-YSZ多孔金属陶瓷,具有混合离子电子导电性(MIEC)的钙钛矿材料是现在的研究热点.工业上阴极材料主要是掺杂LaMnO3和YSZ复合陶瓷,在高温下具有良好的电化学性能和稳定性;中高温范围内被认可的材料是掺杂LaFeO3基钙钛矿材料,以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ为代表,具有良好的电化学活性和稳定性;优化材料组分和结构仍然是阴极材料的研究重点,也是SOFC领域必须突破的重要方向.

关键词：固体氧化物燃料电池、氧离子导体、混合离子电子导体、金属陶瓷阳极、钙钛矿电极

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分类号：O614(无机化学)

资助基金：国家重大研发计划2017YFB0601903;北京市百名领军人才项目Z151100000315031;山西省科技厅项目MD2014-08;东莞市引进创新科研团队201460720100025;清华大学自主科研计划2015THZ0

在线出版日期：2017-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1548-1554