王振华
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孙克宁
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沈哲敏
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张乃庆
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韩伟
材料科学与工艺
为了降低固体氧化物燃料电池(SOFC)的操作温度,采用恒压电泳沉积方法在NiO-YSZ阳极基体上制备了YSZ电解质薄膜,通过电泳沉积电流的测量及SEM测试,研究了不同分散介质对悬浮体系稳定性及,YSZ膜微观结构的影响,分析了I2、PVB作为添加剂在电泳沉积过程中的作用机理.实验结果表明,使用丙酮作为分散介质,并加入0.5 g/L的I2时,能够获得较稳定的悬浮液.在其中加入0.3 g/L的PVB能够增强YSZ颗粒问的作用力,提高YSZ膜的致密性.研究认为,电泳沉积悬浮液的组成对沉积电流和沉积膜的微观形貌都具有较大影响.
关键词:
SOFC
,
YSZ电解质膜
,
恒压电泳
,
悬浮体系
宫勋
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孟秀霞
,
杨乃涛
,
谭小耀
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尹屹梅
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马紫峰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12755
本研究利用相转化共纺丝法一步制备出微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)用电解质/阳极(YSZ/NiO-YSZ)双层中空纤维膜,将制得的YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维膜前驱体经1450℃烧结后,以纯H2在700℃下还原4h得到YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维膜.电解质YSZ膜层厚度通过改变YSZ铸膜液挤出速率来调节.将La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)阴极乳浆浸渍涂覆在烧结后的YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维膜外,经1200℃烧结后形成微管式固体氧化物燃料电池.结果表明,当阳极铸膜液以10 mL/min速率挤出,而电解质铸膜液挤出速率为0.5、1、1.5、2 mL/min时,构造的YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维膜电解质层厚度分别为6、13、18、28 μm,其机械强度、气密性均随着电解质层厚度增加而增大,但电导率与孔隙率受电解质层厚度的影响较小.YSZ膜厚度为28 μm的MT-SOFC,800℃时以20 mL/min氢气作为燃料,30 mL/min空气作为氧化剂,最大开路电压为1.01V,最大输出功率只有75 mW/cm2.但同样测试条件下,YSZ膜厚度为6μm的MToSOFC,开路电压为0.92 V,最大输出功率升至329 mW/cm2.
关键词:
双层中空纤维
,
YSZ电解质膜
,
相转化法
,
微管式固体氧化物燃料电池
,
共纺丝-共烧结
