Al2O3电解质新型结构SOFC制备及性能研究

• 作者: 王鑫 董宇 陈刚 马志鑫
• 来源期刊: 有色矿冶
• 学科: 工学
• 关键词: 固体氧化物燃料电池 Al2O3电解质 电化学性能 界面传导 氧空位
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 冶炼
• 页码范围: 39-45
• 页数: 7页
• 分类号: TM911
• 字数: 4550字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-967X.2018.06.010

摘要

本文主要研究了以A l2 O3为电解质的新型结构低温固体氧化物燃料电池.分别以三种不同结构的氧化铝(α-Al2 O3、β-Al2 O3和含有一定γ相的α-Al2 O3)为电解质制备了结构为:泡沫镍-Ni0.8 Co0.15 Al0.05 LiO2(NCAL)/Al2 O3/NCAL-泡沫镍的SOFC,并在H2燃料中测试了电化学性能.研究发现三种电池开路电压和最大输出功率密度都有明显差异.α-Al2 O3、β-Al2 O3和含有一定γ相的α-Al2 O3电解质电池在550℃下H2/air气氛中的开路电压分别为:1.057 V、0.415 V和0.945 V;三种电池的最大功率密度分别为173.44 mW·m-2、3.76 mW·m-2和99.11 mW·m-2.交流阻抗谱结果显示α-Al2 O3的离子电导率最高,为0.17 S·cm-1.通过Ce0.9 Gd0.1 O2(GDC)/Al2 O3双层电解质电池的离子过滤实验发现A l2 O3电解质中的载流子包含氧离子.对不同结构A l2 O3粉体材料及其在电池中电化学性能测试前后表面氧元素的结合能的XPS表征结果研究发现:不同结构的A l2 O3的离子电导率大小跟其表面氧空位浓度有关,氧空位浓度越大,离子电导率越高.Al2 O3的表面氧空位浓度在氢气通入后也会显著增加.界面氧离子传导应该是这种以氧化铝为电解质的新型结构SOFC的氧离子传导机理.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈刚	东北大学冶金学院	14	151	9.0	12.0
2	王鑫	东北大学冶金学院	15	67	5.0	8.0
3	董宇	东北大学冶金学院	8	6	1.0	2.0
4	马志鑫	东北大学冶金学院	2	1	1.0	1.0