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固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种高温操作的全固态能量转换装置,具有污染少、效率高、不需要贵重金属催化剂等特点,因此在能源日益紧张的今天受到了格外的重视。本文为了提高SOFC单电池的发电性能,研究了阳极材料组分和制备工艺对阳极结构和性能的影响,还探索了阳极支撑平板式SOFC的制备方法。主要包括以下几个方面:(1) 研究了不同粒径阳极材料对电池性能的影响,结果表明采用粒径为1 μm的NiO粉末和1. 5 μm的YSZ粉末制备的阳极电导率最高,电池发电性能最好,但是阳极在烧结时会出现团聚现象。(2) 在阳极材料中加入造孔剂石墨粉,有效地消除了阳极微粒的团聚现象,电池的发电性能也得到改善,实验结果表明加入20%(质量比)石墨粉的阳极微观结构较好。以H1为燃料O2为氧化剂(下同),在1000℃时电池的输出功率密度达到0. 282W/cm2,比不加石墨粉的电池高0. 05W/cm2。(3) 制备了10 μm、20 μm、35 μm三种不同厚度的阳极,实验结果表明在35 μm以内,阳极越厚电池的活化极化越小,浓差极化越大,而且电池的输出功率密度也随着阳极厚度的增大而增大。(4) 提出了一种新的粗化阳极/电解质界面的方法--丝网印刷法。由此方法制备的电池输出功率密度在1000℃下达到0. 33W/cm2,比未粗化界面的电池高出0. 048 W/cm2。(5) 为了实现SOFC的中温化运行,研究了平板式阳极支撑SOFC的制备方法。阳极基底采用压制法制备,电解质薄膜采用热喷涂法制备,厚度约为15-20 μm,阴极采用浆料涂覆法制备。实验结果表明,在800℃下阳极支撑SOFC的活化极化和欧姆极化均小于电解质支撑SOFC,输出功率密度也提高了0. 05 W/cm2,达到0. 13 W/cm2。