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本文通过对中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)复合阳极材料的合成和电化学性能的研究,探讨了微结构及材料组分对阳极性能的影响。采用甘氨酸-硝酸盐法制备初始粉末,在600℃预烧4小时得到SDC和NiO前驱物,按NiO与SDC的不同质量比,还原制备一系列Ni-SDC复合阳极材料。结果表明,阳极材料的性能在很大程度上取决于Ni的含量,复合阳极材料的电导率与Ni含量呈S形趋势,可以根据渗流理论解释为:材料中存在两种导电机制,即穿过Ni相的电子导电通道和穿过SDC相的离子导电通道。复合阳极材料的渗透阈值是Ni在Ni-SDC中的体积分数为30%。NiO质量分数为60%的阳极初体,还原成复合材料Ni-SDC为阳极的单电池具有最好的电池输出性能,600和800℃时的最大功率密度分别是42.55 mW/cm2和301.19 mW/cm2。在前面实验的基础上,选择金属氧化物与SDC的质量比为60:40,用甘氨酸-硝酸盐法制备合成Ni1-xCux(0≤x≤0.20)-Ce0.85Sm0.15O2-δ(SDC)和Ni1-xFex(0≤x≤0.25)-Ce0.85Sm0.15O2-δ(SDC)双金属系列阳极材料,形成了单相性较好的合金固溶体和电解质SDC相。测量并比较了样品的晶体结构和电化学性能。600℃时,Ni0.90Cu0.10-SDC阳极的电导率达到了1005.41 Scm-1,600和800℃其单电池的最大功率密度分别是54.72 mW/cm2和482.95 mW/cm2。600℃时,Ni0.75Fe0.25-SDC的电导率达到了505.219 Scm-1,600和800℃其单电池的最大功率密度分别是49.22 mW/cm2和331.63 mW/cm2。结果表明,双金属复合阳极材料,Cu、Fe在Ni中的掺杂能够提高复合阳极材料的电导率和对氢气具有更好的催化活性。双金属复合阳极材料的性能优于单金属阳极材料,这类双金属阳极材料有很好的发展潜力。烧结温度对阳极性能影响的测试结果表明,烧结温度为1250和1100℃的Ni-SDC为阳极材料,其单电池在800℃时最大功率密度分别为197.5 mW/cm2和301.19 mW/cm2。