NiO-YSZ水系流延技术在固体氧化物电池的应用

• Published in: 核技术 Vol. 45; no. 10; pp. 54 - 62
• Main Authors: 叶臣城, 耿佳辉, 谢俊俊, 林逍, 李振亚, 边文杰, 张林娟, 王雅静, 王建强
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800%中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800%上海氢程科技有限公司 上海 201815%上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 上海 200240%沈阳化工大学理学院 沈阳 110142 01.10.2022; 沈阳化工大学理学院 沈阳 110142
• Subjects: 水系浆料; 可逆固体氧化物电池; 分散状态; 流延技术
• ISSN: 0253-3219
• DOI: 10.11889/j.0253-3219.2022.hjs.45.100501

TL99; 固体氧化物电池(Solid Oxide Cell,SOC)是高温电解水蒸气制氢和氢燃料利用的核心器件.为了避免SOC批量制备过程中大量有机溶剂的使用,本文开发了两种不同组分的水系流延浆料,并进行了浆料的分散状态与稳定性的定量分析.利用一次流延450μm左右的NiO-YSZ支撑体薄膜,丝网印刷氢电极功能层和电解质层、阻隔层和氧电极层制备10 cm×10 cm大尺寸全电池.通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)分析浆料状态对薄膜成型的微观结构的影响,并利用伏安特性(I-V)和电化学阻抗(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)研究了全电池的电化学性能.以氢为燃料的固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)模式下,最大发电功率为0.36 W·cm?2(750℃@0.7 V),在固体氧化物电解水蒸气(Solid Oxide Electrolysis Cell,SOEC)模式中,电解电流密度可以达到?0.68 A·cm?2(750℃@1.3 V).因此,该水系流延浆料的开发与应用,使得SOC的工业批量生产过程更环保.