金属陶瓷支撑管状结构SOFC：阳极成分与输出特性研究

"阳极组分对热喷涂制备SOFC输出特性的影响 (2005年)" 这篇2005年的研究论文详细探讨了阳极组分如何影响由热喷涂法制备的固体氧化物燃料电池（SOFC）的输出特性。SOFC是一种高效、环保的能源转换装置，其性能受到多种因素的影响，包括电极结构和材料。论文特别关注了阳极，因为阳极在燃料电池中的作用至关重要，它不仅负责氧气的还原反应，还直接影响电池的极化损失和功率密度。 研究人员提出了一种新的设计思路，即结合传统管状结构和板块结构的优点，创建了一种金属陶瓷支撑的管状SOFC。这种设计旨在降低成本，同时利用火焰喷涂和等离子喷涂技术来制造电池的各结构层。通过实验，他们使用了三种不同的阳极材料和结构，分析了它们对电池性能的影响。 实验结果显示，阳极的微结构对电池运行时的极化现象有显著影响。特别是，采用粒径较小的NiO与YSZ（钇稳定氧化锆）复合粉末制成的阳极，能够有效地增加阳极的三相界面。三相界面是电化学反应发生的关键区域，增加这个界面可以降低阳极极化，从而提升电池的输出功率密度。在1000℃的工作温度下，这种优化的阳极设计能使电池的输出功率密度达到最高值0.57W/cm²。 这一发现对于SOFC的设计和制造具有重要的指导意义。优化阳极结构和材料的选择可以显著改善燃料电池的性能，提高其能量转化效率，对于推动SOFC在实际应用中的发展具有积极的促进作用。此外，由于采用了成本较低的热喷涂工艺，这种方法也为大规模生产高性能SOFC提供了可能。 论文的关键词包括：固体氧化物燃料电池、阳极、热喷涂和三相界面，强调了这些关键因素在SOFC技术中的核心地位。这项研究为SOFC的未来发展提供了一条基于材料创新和工艺优化的技术路径。