直接甲烷SOFC NiCu-CeO2阳极的制备与性能

将NiCu-CeO2作为抗积碳阳极材料，应用于阳极支撑型直接甲烷固体氧化物燃料电池(SOFC)中。采用浸渍工艺在多孔CeO2阳极基体中制备NiCu阳极催化剂，还原后氧化物基体与金属的质量比为60∶40。在700℃湿H2和湿CH4气氛中考察了电池的电化学性能。NiCu-CeO2|GDC|BCFN电池在H2和CH4中的开路电压(OCV)分别为0.772和0.785 V，最大功率密度(MPD)分别为96和80 mW/cm2。在0.6 V进行恒压稳定性测试20 h后，电流密度下降了1.7%。通过对测试后的电池进行电子扫描电镜(SEM)和能量散射光谱(EDS)分析，发现有少量积碳产生。而Ni-CeO2|GDC|BCFN电池在同样条件下的性能仅为：OCV (H2)=0.77 V，OCV (CH4)=0.80 V，MPD (H2)=116 mW/cm2， MPD(CH4)=59 mW/cm2，电池在40 min内电流密度下降了74%。结果表明在阳极中添加Cu不仅能够实现与Ni基阳极相当的阳极性能，而且可以有效提高Ni基阳极的抗积碳稳定性。