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当前固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）研究的一个重要课题是将操作温度降低到中温,中温操作不仅能降低电池的操作成本、改善组成电池的各种材料的适配性,还可以延长电池的使用寿命。本文系统地研究了SOFC中低温阴极材料BaBi0.05Co0.95-xNbxO3-δ(BBC0.95-xNx,x=0.1,0.15,0.2)的物理及电化学性能,并基于此构建管式SOFC,深入开展了Ni-YSZ阳极支撑微管SOFC,Ni-YSZ阳极支撑管式SOFC和TZP陶瓷支撑微管SOFC的相转化制备和性能研究。首先,采用高温固相法制备了BBC0.95-xNx阴极材料并对其物化性质进行了研究。结果表明不同Nb掺杂量的BBC0.95-xNx样品均具有立方钙钛矿结构,与GDC电解质具有良好的化学相容性。800℃内BBC0.8N0.15的平均热膨胀系数为19.4×10-6 K-1。在400-800℃中低温段,BBC0.95-x.95-x Nx的电导率随着Nb掺杂量的增大而减小。其中BBC0.8N0.15具有最小极化阻抗,即在750℃下为0.197Ωcm2,在800℃下为0.127Ωcm2。然后,采用相转化法制备出多孔的NiO-YSZ中空纤维陶瓷微管作为阳极支撑体,初步研究了电池的烧结工艺。结果表明,预烧温度为1100℃、水平放置在承烧板上烧制,采用阳极功能层/电解质共烧的烧结工艺能够得到强度足够,线性度较好和缺陷较少的电池。制备了不同阴极长度（1 cm,1.5 cm,2 cm）的微管单体电池Ni-YSZ|YSZ|GDC|BBC0.8N0.15,在以湿氢气为燃料,800℃时最大功率密度分别为365.6,303.8和220.2 mW cm-2。然后,采用低成本的相转化法,以及浸涂法和模具挤出法两种成型工艺制备出NiO-YSZ中空纤维陶瓷管。两种成型工艺制备的中空纤维陶瓷管用作阳极支撑体,组装成管式SOFC单体电池Ni-YSZ|YSZ|GDC|BBC0.8N0.15,进行电化学性能测试。浸涂法和模具挤出法制备的支撑管制得的管式SOFC在800℃以湿氢气为燃料时最大功率密度分别为87.0 mW cm-2和179.9 mW cm-2,表明孔结构对电池的性能有很大的影响。最后,采用相转化法和共烧的工艺技术制备了多孔TZP支撑微管SOFC单电池和两段串联电池Ni-YSZ|YSZ|GDC|BBC0.8N0.15。单电池在800℃开路电压为0.97 V,最大输出功率为244.5 mW cm-2,两段串联微管SOFC在800℃湿氢气的测试条件下两节串联的电池开路电压为1.80 V,最大输出功率达到了184.4 mW cm-2。