固体氧化物燃料电池(SOFC)具有良好的燃料选择多样性和适应性,SOFC可利用的燃料主要是纯氢气,碳氢燃料以及碳质固体燃料等。但是,廉价的碳氢燃料和碳质固体燃料中含有的硫杂质极易导致阳极硫中毒,这一问题严重影响了SOFC的商业化进程。因此,阳极硫中毒后的再生研究是个值得关注的问题。此前的研究发现,硫中毒阳极在移除燃料中的H2S后可经过数十至数百小时的恒流放电获得再生,但此再生过程并不能彻底清除硫中毒产物且耗时较长。为了解决硫中毒阳极的快速、有效再生难题,本文针对硫中毒的氧化物阳极提出化学氧化以及电化学氧化再生方法,并选取氧化-还原稳定性良好的La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3(LSCrM)氧化物阳极作为研究对象来验证以上两种再生方法的可行性。本文首先对LSCrM阳极的硫中毒现象和机制进行了研究,随后采用化学氧化和电化学氧化法来实现硫中毒LSCrM阳极的再生,并分析再生机制,最后针对金属Co和Ni修饰的LSCrM复合阳极的硫毒化和氧化再生进行了研究。以LSCrM为阳极、YSZ和LSM分别作为电解质和阴极的电解质支撑型SOFC的硫毒化实验结果表明,在850oC以120 mA?cm-2的电流密度放电5 h过程中,电池在50 ppm H2S气氛下的输出电压衰退率仅为3%,最大功率密度由129 mW?cm-2下降至110 mW?cm-2。X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)测试结果证实阳极硫中毒产物为吸附硫、金属硫化物和亚硫酸根等。LSCrM阳极处的硫毒化产物在化学氧化过程中会发生氧化反应,吸附硫和金属含硫化合物在15 min内可被彻底清除,从而实现了阳极的再生,除此之外,LSCrM阳极表面在氧化再生后出现了锰氧化物纳米颗粒,最初两轮硫毒化-化学氧化再生循环后单电池的最大功率密度都较毒化前有所提高,在第2次化学氧化再生后电池的最大输出功率密度最优,高达162 mW?cm-2。理论计算结果表明,化学氧化再生过程中生成的MnO纳米颗粒对H2有吸附能力,MnO纳米颗粒的出现显著增大了阳极的比表面积,改善了燃料分子在阳极处的吸附能力,MnO纳米颗粒的生成是LSCrM阳极性能提升的主要原因。在6次硫毒化-化学氧化再生循环过程中,电池输出电压的衰退率随着毒化次数的增加而增加,虽然后续多次化学氧化再生过程都能使电池的电化学性能实现不同程度的恢复,但再生效果远不如前期,其原因是大量MnO颗粒覆盖了LSCrM阳极颗粒的表面,并破坏了阳极的成分与结构。对硫中毒LSCrM阳极进行电化学氧化再生研究发现,若在Ar气氛下以120mA?cm-2的电流密度向LSCrM电极区域极化泵氧,通过质谱仪在电池尾气中可检测到O2和SO2,此结果说明吸附硫以及金属硫化物可通过电化学氧化过程发生氧化反应,LSCrM阳极可以在15 min内实现再生,电池的最大功率密度升至189mW?cm-2,再生后的阳极表面生成了均匀分布的锰氧化物纳米颗粒。对LSCrM阳极进行6次硫毒化-电化学氧化再生循环的研究结果表明,电池路端电压的衰退率并未随着硫毒化-电化学氧化再生次数的增加而明显增加,在后三次硫毒化过程中电池的衰退率基本保持不变,此结果表明硫毒化-电化学再生循环不会导致电池输出性能的持续衰退。为了提高LSCrM阳极的电催化性能,本文采用浸渍法分别向多孔LSCrM阳极中引入Co和Ni金属催化剂,研究了这两种复合阳极的耐硫中毒能力,并尝试采用化学氧化和电化学氧化法对硫中毒LSCrM复合阳极进行再生。研究结果表明,Co金属催化剂的修饰能有效提高LSCrM阳极的电导率和催化性能,当Co的浸渍量达到1.66 mg?cm-2时电池的输出功率密度最优,浸渍过量的Co会造成LSCrM阳极电化学性能的降低。Co修饰后LSCrM阳极的耐硫中毒能力略有下降,但其耐硫性能仍优于Ni-YSZ金属陶瓷阳极。Co修饰的LSCrM复合阳极在硫中毒后可通过化学氧化方法实现再生,但不能通过电化学氧化方法实现再生,电化学氧化法反而会导致复合阳极电化学性能明显下降。Ni修饰的LSCrM复合阳极的耐硫能力弱于Co修饰的LSCrM阳极,但依旧优于Ni-YSZ阳极。与Co修饰的LSCrM复合阳极类似,Ni修饰的LSCrM复合阳极在硫中毒后可通过化学氧化方法实现再生,但不能通过电化学氧化方法实现再生,电化学氧化法会造成复合阳极电化学性能进一步降低。