固體氧化物燃料電池(SOFC)的中低溫化是當前研究的主流方向,電極支撐型電池設計是電解質薄膜化的重要手段。但是,電極加厚通常會造成明顯的濃差極化現(xiàn)象,對電池的電化學性能造成不利影響,因此研究和優(yōu)化支撐電極的孔結構以及降低電極的濃差極化是電極支撐型SOFC的研究重點。由于傳統(tǒng)的多孔陶瓷體制備技術大多采用石墨、淀粉等造孔劑,形成隨機分布的孔,導致支撐體的孔道蜿蜒曲折,氣體輸運阻力大,濃差極化現(xiàn)象不可避免。為了解決這個難題,人們嘗試采用相轉化法和擠出、流延技術相結合來制備具有垂直通孔的支撐體。本文對相轉化造孔特性進行了簡要描述,并綜述了其在SOFC中的應用現(xiàn)狀。

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圖6平板型NiO-YSZ雙層陽極電鏡照片[47]:(a)整體斷面，(b)陽極功能層表面，(c)垂直厚度方向斷面，(d)皮膚層表面

圖5具有皮膚層(a和b)和沒有皮膚層(c和d)的相轉化膜的SEM圖像表面(a和c)和橫截面(b和d)3.2相轉化制陰極支撐型SOFC

圖1(a)平板式SOFC結構[10],(b)陰極支撐管式SOFC[11]

按照外型結構來區(qū)分，SOFC主要有平板式(圖1(a))和管式(圖1(b))兩種結構；按照支撐類型來區(qū)分，SOFC有電解質支撐型、陽極支撐型、陰極支撐型和多孔陶瓷或金屬支撐型。陰極支撐管式SOFC最早由美國西屋電氣公司(西門子-西屋公司)以及日本的東陶公司開發(fā)。經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展....

圖2傳統(tǒng)方法制備多孔陶瓷孔微觀結構[21]不同造孔劑：(a)活性炭，(b)炭黑，(c)淀粉，(d)PMMA

相對而言，陽極上的H2-H2O的二元擴散速度要高于陰極上的O2-N2的擴散速度，所以在厚度和結構完全相同的情況下陰極支撐體的濃差極化更大，因此，研究和優(yōu)化陰極支撐體的孔結構以降低反應物濃差極化是陰極支撐SOFC的研究重點[22,23]。鑒于傳統(tǒng)工藝改善的空間較小，為了實現(xiàn)支撐體中....

圖3相轉化法制膜孔形成宏觀示意圖[35]

相轉化法制備陶瓷膜是新近發(fā)展起來的一種陶瓷膜制造新工藝，它兼具有機膜和無機膜制備方法的優(yōu)點[36]。由于非對稱膜的皮膚層較致密且孔隙率高，同時還可通過優(yōu)化鑄膜液配方和控制制膜條件獲得不同結構的膜，因而可以達到提高膜的選擇性、滲透性及抗污染性的目的。透氧膜是常見的可用相轉化法制備的....

本文編號：3892350