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本文进行了NiO纳米粉体的丙烯酸法合成研究，考察了粉体煅烧温度对NiO物相、形貌、粒度及比表面的影响。在此基础上进一步开展了Fe、Co掺杂NiO粉体的合成、微观结构及物性研究，微结构表征主要为粉体形貌和成相，物性研究主要考察了甲烷催化氧化性能与阳极电化学极化性能。通过XRD、SEM、BET、PSD和TG/DTA表征:600℃煅烧的粉体成相单一为NiO相，晶粒尺寸在100nm以内，粉体呈现球状，团聚少，粉体BET值是5.97m2/g，平均粒度是278.3nm，选取作为阳极原料。在甲烷催化反应中，Fe和Co的掺杂抑制了NiO粉体的催化性能。
对阳极NiO-GDC的研究，选取了NiO-GDC/8YSZ/LSM-SSZ的电池结构。采用分步烧结的方法，对阳极选取了5个烧结温度点:1100、1150、1200、1250和1300℃，同时固定阴极LSM-SSZ煅烧温度为1100℃，通过Ni-GDC的结构演变及电性能研究，结果表明，1250℃烧结的NiO-GDC阳极结构最优，性能最好，在800℃测试最大功率密度是0.715Wcm-2，极化电阻是0.276Ωcm2。
为了研究掺Co阴极，提高电池阴极性能，引入GDC作为中温SOFC阻挡层。研究了不同添加助剂Li2O、Fe2O3、Co2O3的表现，并改变添加量和煅烧温度，研究掺杂GDC的烧结活性和电化学性能。结果表明Li、Co的加入有助于GDC阻挡层的烧结，而Fe则限制GDC烧结。Li的加入带入的界面电阻增加最小，含量5mol％Li煅烧1150℃的GDC阻挡层能较好的抑制La和Sr从阴极向电解质扩散。电池稳定性试验表明，无阻挡层、GDC阻挡层和5mol％Li掺杂的GDC阻挡层的电池在10h中性能衰减率分别为6.17％、6.9％和0.8％，5mol％LiGDC阻挡层能有效抑制电池性能衰减。