固体氧化物燃料电池的原理及制备方法

FC具有较高的输出功率密度,但连接和密封困难。目前,围绕提高管式SOFC的输出功率密度,改进板式SOFC的连接与密封等课题,各国的研究机构大显身手,并设计多种形式的SOFC,最引人瞩目的当属英国Rolls-Royce开发的集成板式SOFC(integratedplanarSOFC,IP-SOFC),[7–8]据称该设计保留管式和板式设计的优点,并有效改进其缺点。此外,一些机构还设计微管式SOFC和蜂窝形SOFC,这些均是在管式和板式结构基础上发展起来的.6.固体氧化物燃料电池的制备方法燃料电池的制备问题一直是影响燃料电池原料选择、电池性能、寿命的重要因素。因为燃料电池的电解质、阳极、阴极和连接体的要求和应用环境均不相同,所以在制备方法上也有较大的差异。制备SOFC电极的方法很多,主要分为物理方法、化学方法以及陶瓷成型方法。制备SOFC电极薄膜的各种工艺方法的比较见表6-1。表6-1制备SOFC电极薄膜的各种工艺方法的比较[14]方法薄膜性能特征微观结构沉积速率或厚度原材料形态成本优缺点物理方法离子镀膜多晶36~3600μm/h基片温度低/气相设备昂贵可镀材料广泛,镀膜附着力强、均匀、绕射性好、成膜速率较低,难形成规模化大生产等离子喷涂非晶/亚稳相100~500μm/h基片温度低/气相设备昂贵高熔点材料,沉积速率/温度相对较高,可以通过调节喷涂参数、原始粉料等控制薄膜物理气相沉积柱状36~3600μm/h基片温度低/气相设备昂贵可镀材料广泛,镀膜附着力强、均匀、绕射性好、成膜速率较低,难形成规模化大生产化学方法化学气相沉积柱状3~50μm/h基片温度低/气相设备昂贵成本高可沉积各种材料,薄膜性能好,但反应温度高,基片温度高,沉积速率低,有腐蚀性气体放出电化学气相沉积柱状100~500μm/h基片温度低/气相设备昂贵成本高沉积速率较高,薄膜性能好,反应温度较高,有腐蚀性气体放出