【摘 要】
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阳极支撑型微管式固体氧化物燃料电池(Anode-supported Micro Tubular Solid Oxide Fuel Cell,MT-SOFC)因其体积小,机械强度高,导电性强,传质传热面积大等优点受到了广泛关注
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阳极支撑型微管式固体氧化物燃料电池(Anode-supported Micro Tubular Solid Oxide Fuel Cell,MT-SOFC)因其体积小,机械强度高,导电性强,传质传热面积大等优点受到了广泛关注。本文采用干湿相转化纺丝工艺制备非对称阳极微管,基于低成本的提拉浸渍-烧结法制备致密的电解质层和多孔阴极,形成MT-SOFC。以并联方式将制备的MT-SOFC组装成小型电池堆并进行电化学输出性能测试。首先,通过相转化法纺丝工艺制备阳极中空纤维膜微管(Ni O-YSZ),随后通过提拉-浸渍、烧结等技术负载致密电解质(YSZ)和多孔阴极(LSM-YSZ),形成阳极支撑型MT-SOFC。750 o C,800 o C和850 o C时,MT-SOFC单电池最大输出功率密度分别为395.6 m W·cm-2,525.5 m W·cm-2,848.3m W·cm-2,极化阻抗分别为3.33Ω·cm2,2.88Ω·cm2,1.09Ω·cm2。采用并联的方式将单电池组装成小型电池堆,研究发现并联两根,三根,四根和五根的小型电池堆在750 o C时最大总输出功率分别为60.49 m W,46.89 m W,210.91 m W,400.85 m W,电池堆的总输出功率随工作温度和电池堆数目增加而增加。但值得注意的是,三根电池堆的最大总输出功率明显低于两根电池,其原因为其中一根单电池发生了短路现象。电化学测试后的电池堆进行SEM分析,结果表明制备的单电池三层结构完整且各电极层间的结合依然良好,无分离现象,说明该方法制备的MT-SOFC具有较好的稳定性。综上所述,该三层结构的微管燃料电池具有良好的电化学输出性能。
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