促进-阳极为提高低温固体氧化物燃料电池的稳定性和性能
Dae-Kwang Lim1, Jinwook Kim2, Seongwoo Nam3
1Hydrogen Energy Laboratory, Korea Electric Power Corp. Research Institute, Daejeon 34056, Republic of Korea.
ACS nano
|January 6, 2026
概括
促进剂显著提高固体氧化物燃料电池 (SOFC) 阳极性能和低温 (300-450°C) 的稳定性. 这一进步对于改进SOFC能源技术至关重要,特别是使用或甲燃料.
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
- 能源转换 能源转换
背景情况:
- 固体氧化物燃料电池 (SOFC) 提供了有前途的能量转换,但由于高运行温度和材料降解而面临限制.
- 阳极稳定性对于SOFC性能至关重要,特别是在较低的操作温度 (≤450°C) 时,这一领域的研究重点较少.
- 传统的加多化 (Ni-GDC) 阳极需要优化,以实现高效的低温运行.
研究的目的:
- 研究 (Cs) 基促进剂对在低温 (300-450°C) 上运行的SOFC的Ni-GDC阳极性能和稳定性的影响.
- 为了评估通过CsNO3溶液或粉末引入的Cs促进剂的有效性.
- 为了评估使用和甲燃料的Cs促进阳极的耐用性.
主要方法:
- 酸 (CsNO3) 作为水溶液或粉末应用于Ni-GDC阳极.
- 在300至450°C的温度下,使用加湿的燃料测试了SOFC的性能.
- 在450°C使用加湿甲燃料评估阳极稳定性,并随着时间的推移监测功率密度和电压.
- 在甲运行过程中评估了碳焦化阻力.
主要成果:
- 与未促进的阳极相比,Cs-促进的Ni-GDC阳极在350°C和3%的加湿下表现出高达76%的性能改善.
- 实现了特殊的稳定性,在450°C和0.8V下保持超过50mW/cm2的15小时,使用3%的加湿甲燃料.
- 在甲燃料上运行时,Cs促进的阳极表现出对化碳的抗性.
结论:
- 促进剂在提高SOFC阳极在低工作温度下的性能和耐用性方面发挥着关键作用.
- 促进剂的应用代表了低温SOFC技术的重大进步,使和甲燃料的有效利用成为可能.
- 这项研究强调了阳极设计在优化SOFCs对不同燃料来源和操作条件的重要性.
