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Updated: Jun 27, 2026
Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells
Published on: September 20, 2012
阐明YSZ/Ni-YSZ双层薄膜在多孔阳极支持的细胞架构中所带来的性能优势
Katherine Develos-Bagarinao1, Toshiaki Yamaguchi2, Haruo Kishimoto1
1Global Zero Emission Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST Tsukuba West, 16-1 Onogawa, Tsukuba, Ibaraki 305-8569, Japan. develos-bagarinao@aist.go.jp.
这项研究通过使用脉冲激光沉积 (PLD) 来创建薄膜来提高固体氧化物 (SOC) 细胞的性能,显著减少扩散并提高商业可行性的稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 能源技术 能源技术 能源技术
背景情况:
- 固体氧化物电池 (SOCs) 需要提高性能和稳定性才能商业化.
- 传统的丝网打印的伊特里亚稳定 (YSZ) 电解质在高烧结温度下面临扩散的挑战.
- 扩散到YSZ电解质中可以降低SOC的性能.
研究的目的:
- 系统地比较薄膜YSZ电解质与传统的印YSZ在阳极支持的SOC.
- 研究脉冲激光沉积 (PLD) 对YSZ薄膜和NiO-YSZ纳米复合材料层的影响.
- 评估使用新型薄膜结构的SOCs的电化学性能和稳定性.
主要方法:
- 进行了对比,对极支持的SOC与印YSZ和PLD制造的YSZ薄膜进行了比较.
- 使用高分辨率二次离子质谱 (SIMS) 来分析Ni扩散.
- 使用脉冲激光沉积 (PLD) 在750°C时创建密集的YSZ薄膜和Ni(O) -YSZ纳米复合材料层.
主要成果:
- 用PLD制备的YSZ薄膜显示了密集的纳米晶粒,并抑制了Ni的扩散.
- 欧姆电阻被降低,特别是在较低的温度下,使用YSZ薄膜.
- Ni-YSZ纳米复合材料层改善了YSZ/阳极接口接触和三相边界密度.
- 具有YSZ/Ni-YSZ双层薄膜的电池表现出极好的燃料电池性能和短期耐用性 (65小时).
结论:
- 通过PLD制造的创新薄膜结构提供了一种可行的方法来提高SOC的性能和稳定性.
- 抑制Ni扩散和改善界面特性是薄膜策略的关键好处.
- 这项研究为开发更高效,更耐用的固体氧化物电池提供了商业应用的途径.
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