造孔剂提升质子陶瓷燃料电池性能研究

陈 佑东
湖南工业大学

摘要


针对质子传导性固体氧化物燃料电池（PCFC）多孔阳极-电解质结构的匹配性及电化学性能，本研究系统
探究了玉米淀粉（CO）与可溶性淀粉（SO）对共压法制备半电池及全电池的烧结行为、微观结构及输出性能的影
响。结果表明，相较于SO，CO造孔剂在高温烧结过程中可诱导形成孔隙分布均匀且贯通性良好的阳极层，并促进
电解质层致密化进程。基于玉米淀粉造孔剂制备的全电池在700℃下峰值功率密度达到315 mW·cm-2，较SO体系提
升74 mW·cm-2，归因于其优化的燃料传输路径。长期稳定性测试显示，CO电池在650℃、290 mA·cm-2恒流放电条
件下连续运行近100小时后电压衰减率低于2%，且微观结构未发生明显劣化，证实了玉米淀粉造孔剂在高温运行环
境下的结构稳定性。本研究为PCFC低成本造孔剂筛选及电极-电解质协同烧结工艺提供了理论依据与实验支持。

关键词


玉米淀粉；造孔剂；阳极；燃料电池

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DOI: http://dx.doi.org/10.12361/2661-3506-07-03-142833

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