文献类型：会议

作　　者：张英博 朱德才 贾鑫 刘佳美 李忻放 欧阳玉昭 高小薇 刘中庆 于江宇 柏嬉嬉 朱成军

作者单位：内蒙古大学物理科学与技术学院内蒙古自治区半导体光伏技术重点实验室

会议文献：中国稀土学会2022学术年会、第十四届中国包头·稀土产业论坛摘要集

会议名称：第十四届中国包头·稀土产业论坛、中国稀土学会2022学术年会

会议日期：20220817

会议地点：中国内蒙古包头

出版日期：20220817

语　　种：中文

摘　　要：固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一种新型的能源转化装置,由于其高效、无污染、全固态结构和广泛的燃料适应性,在当今世界大量依赖化石燃料的情况下得到了普及。SOFCs由阴极,阳极,以及电解质三个结构部分组成,其中电解质作为核心部件,起到传导离子,在阴极和阳极间形成导电通路的关键作用。SOFCs对电解质材料的要求较高,尤其是在运行温度下需要较高的离子电导率,才能保证电池高性能工作。氧化铈（CeO）是一种萤石型稀土金属氧化物,基于氧化铈的电解质在相同温度下具有比钇稳定氧化锆（YSZ）更高的离子电导率[1],近年来被广泛应用于SOFCs的电解质材料。但在燃料电池工作环境下,由于CeO的Ce在H气氛中倾向于还原为Ce,产生的电子会形成短路电流,造成开路电压的降低,影响电池的输出性能[2]。本工作采用直接固相混合法,将绝缘体材料无定形氧化铝（AlO）与CeO进行球磨,最终得到均匀的两相复合电解质材料AlO/CeO,并用喷涂了NiCoAlLiO（NCAL）的泡沫镍用作阴极和阳极,进一步制备成燃料电池。由于两种材料相差较大的禁带宽度,使得在两种材料的界面处会产生一个势垒阻挡电子的运输,因还原产生的电子受到阻挡无法在电解质内内部定向移动形成短路电流,从而抑制了氧化铈基电解质的短路问题,提升了燃料电池的开路电压。通过实验测试,CeO作为电解质时在550℃的工作气氛下具有1.04V的开路电压,而复合电解质材料AlO/CeO在相同的测试条件下将开路电压提升到1.14V。

关 键 词：稀土氧化物 氢能 固体氧化物燃料电池 电解质

分 类 号：TQ133.3] TM911.4]