银基陶瓷复合电极的电性能及其在固体氧化物燃料电池中的应用

作     者：余亮 于方永 苑莉莉 蔡位子 刘江 杨成浩 刘美林 YU Liang;YU Fang-Yong;YUAN Li-Li;CAI Wei-Zi;LIU Jiang;YANG Cheng-Hao;LIU Mei-Lin

作者机构：华南理工大学环境与能源学院新能源研究所广州510006 华南理工大学化学与化工学院广州510641 美国佐治亚理工学院材料科学与工程系 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2016年第32卷第2期

页      面：503-509页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(21276097)资助项目~~ 

主　　题：固体氧化物燃料电池 电极 银 钇稳定化氧化锆 掺钆氧化铈 

摘      要：银基陶瓷复合电极可望在中低温固体氧化物燃料电池(SOFCs)、含碳燃料SOFCs和固体氧化物电解池(SOECs)中得到广泛应用。为优选出银基陶瓷复合电极的成分,本研究采用YSZ(钇稳定化氧化锆)电解质,先将Ag-YSZ和Ag-GDC(掺钆氧化铈)材料制备成对称电极,测试其在空气下的阻抗谱,由此判断其作为阴极的性能;发现在相同的Ag含量时,Ag-YSZ的阴极极化电阻普遍低于Ag-GDC;当Ag的质量分数为65%时,Ag-YSZ的极化电阻最低,而对于Ag-GDC,Ag的质量分数是70%。然后采用空气中极化电阻最低的Ag-YSZ和Ag-GDC作为电极制备了SOFC单电池,并采用加湿氢气燃料对电池的电化学性能进行了测试。根据电池的阻抗谱数据,将极化阻抗的数值减去上述阴极阻抗的数值可得到阳极阻抗值,其结果和电池的输出特性均表明,Ag-GDC作为阳极的性能优于Ag-YSZ,即在本实验条件下,Ag-YSZ更适合用作阴极,而Ag-GDC更适合用作阳极。本研究不仅提供了关于银基复合电极材料的有用数据,还提供了一种测试SOFC阳极极化电阻的方法。