固體氧化物燃料電池（Solid oxide fuel cell,SOFC）以其效率高、排放少、燃料靈活、全固態(tài)結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)成為倍受關(guān)注的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)。對(duì)稱固體氧化物燃料電池（Symmetrical SOFC,SSOFC）的陰極和陽(yáng)極使用同一種材料,可以簡(jiǎn)化工藝、降低成本,有利于電池在發(fā)生積碳或者硫中毒后進(jìn)行再生,從而顯著提高電池的壽命。但目前多數(shù)已報(bào)道的SSOFC電極材料都存在催化活性差或者穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。鈣鈦礦氧化物既可作為氧電極催化氧還原反應(yīng)（ORR）或氧析出反應(yīng)（OER）,又可在還原氣氛下通過(guò)原位析出金屬納米顆粒形成復(fù)合燃料電極,是極具潛力的SSOFC電極材料。然而,其活性和穩(wěn)定性在氧化還原條件下均會(huì)受陽(yáng)離子析出的顯著影響,對(duì)A、B位陽(yáng)離子析出行為的深入理解和有效調(diào)控,能大幅提高電極的性能、穩(wěn)定性和再生性,因此是本論文的研究重點(diǎn)。本論文以兩種鈣鈦礦氧化物L(fēng)a_0.5Sr_0.5Fe_0.8Cu_0.2O_3-δ（LSFCu）和La_0.5Sr_0.5

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（a）三菱重工的SOFC-MGT復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)；（b）日本家用SOFC廢熱發(fā)電系統(tǒng)

圖 1.3 SOFC 的工作原理Fig. 1.3 Operating principle of SOFC電動(dòng)勢(shì)是隨溫度變化的函數(shù)，其值可根據(jù)能斯 = 0 2 2 20.5 2 (1 4)供了燃料電池的理論電動(dòng)勢(shì) E 與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì) 式，其中 R 為摩爾氣體常數(shù)，T 為絕對(duì)溫度，氣體時(shí)，產(chǎn)物為氣態(tài)水和液態(tài)水時(shí)的E0分別為 1-4，可計(jì)算出特定溫度下的 E 值。作溫度為 T 時(shí)，上述反應(yīng)的反應(yīng)焓變 ΔH 為： = (1 5)電極上氧化-還原反應(yīng)的吉布斯自由能的變化量具有線性關(guān)系：

第一章 緒論的實(shí)際轉(zhuǎn)化效率可達(dá) 63%，與燃?xì)鉁u輪機(jī)聯(lián)用時(shí)高達(dá) 85%FC 有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。運(yùn)行中，SOFC 的開(kāi)路電壓通常會(huì)低于理論計(jì)算值，如圖出，活化極化、歐姆極化和濃差極化均會(huì)引起電壓損失。極化為主，電壓下降較快；中電流密度區(qū)，此時(shí)主要是歐緩慢；高電流密度區(qū)，主要以濃差極化為主，電壓下降又失，電池的實(shí)際電壓可表示為： = (1 8)


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