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固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁、高效的全固态能量转换装置。若能将SOFC的运行温度从目前的800-1000℃降至500-700℃的中温范围,则不仅能够降低电池运作成本、提高电池长期稳定性,而且有望实现快速启动,使得SOFC在便携式电源领域的应用成为可能。但温度的降低也会使得电池极化阻抗增加,降低电池性能。湿化学浸渍工艺所制备得到的电极活性材料呈纳米分散状态,相比于传统的丝网印刷工艺,其性能往往要高出一个数量级,是目前低温SOFC主流的电极制备方法。但目前采用的浸渍工艺由于耗时长以及阴极阳极材料的不同导致了工艺步骤繁琐等问题,制约了浸渍工艺在SOFC商业化中的应用。 本文以SOFC中低温化和简化SOFC制备工艺为主线,旨在浸渍过程中提高电池热处理升温的速率,证明快速浸渍工艺的可行性,以及寻找适合的材料作为对称固体氧化物燃料电池的电极材料。 (1)采用超快速浸渍工艺(电池热处理升降温速率达到200℃/min)将Sr2Fe1.5Mo0.5O6(SFM)前驱体溶液浸入多孔La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)|致密LSGM|多孔LSGM骨架制备SFM/LSGM阴极/阳极对称电池以及对称电极单电池,通过SEM表征发现SFM纳米颗粒与骨架之间没有发现明显错配,这是由于SFM与LSGM相匹配的热膨胀系数以及LSGM骨架良好的抗热震性能,且SFM纳米颗粒在LSGM骨架上均匀分布,从而提升了电池性能,证明了快速浸渍工艺的可行性。在650℃阴极和阳极的极化阻抗分别为0.27Ω·cm2和0.235Ω·cm2。SFM/LSGM|LSGM|SFM/LSGM单电池以H2作为燃料气体,600℃、650℃、700℃下的最大功率密度为236 mW cm-2、360 mW cm-2和880 mW cm-2;以CH4作为燃料气体,850℃和900℃时的最大功率密度分别为146 mW cm-2和306 mW cm-2。 (2)用溶胶凝胶法制备60wt%Ni/40wt% LaNi0.6Fe0.4O3(Ni/LNF)粉体,在850℃空气中煅烧2h后粉体形成NiO和钙钛矿型LaNi0.6Fe0.4O3双相结构。而在氢气气氛中粉体则转化为La2O3、LaFeO3、Ni、Fe-Ni合金的混合物,且在不同温度下相结构基本保持稳定。采用浸渍法制备Ni/LNF-LSGM|LSGM| LSGM-Ni/LNF单电池,以H2作为燃料气体,在700℃、650℃、600℃、550℃单电池最大功率密度分别为772 mW cm-2、542 mW cm-2、361 mW cm-2、211 mW cm-2,具有较好的应用前景。