摘要

采用流延—丝网印刷法制备燃料电极为Ni-YSZ的固体氧化物电池（Solid Oxide Cells,SOCs），使用过渡金属Fe、Mn掺杂CeO2制备Ce0.9Fe0.1O2-δ（CFO）、Ce0.9Mn0.1O2-δ（CMO）、Ce0.6Fe0.1Mn0.3O2-δ（CFM）等高催化活性材料，再用其浸渍改性Ni-YSZ电极。以电化学测试为基础，结合扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪等分析表征方法，研究电极经过浸渍改性后的微观结构形貌、性能和稳定性。研究发现，未浸渍及经CFO、CMO、CFM浸渍改性的Ni-YSZ电极在850℃下H2 （3 vol.%H2O）气氛中放电的最高功率密度分别为526 mW·cm-2、724 mW·cm-2、706 mW·cm-2、829 mW·cm-2，在850℃、1.8 V下VCO2:VCO=50:50气氛中电解电流密度分别为0.55 A·cm-2、1.39 A·cm-2、1.43 A·cm-2、1.63 A·cm-2，经浸渍改性的性能均有明显提升，其中，经CFM浸渍改性的效果最好。针对CFM浸渍改性的Ni-YSZ电极进行了CO2电解稳定性测试和EDS元素含量分析，稳定性测试100 h衰减率仅为3.7%，并且测试前后C原子含量几乎无变化，表明经CFM浸渍改性的Ni-YSZ电极能够抑制积碳的产生，具有较好的稳定性。总体而言，CFO、CMO、CFM浸渍改性能够延长Ni-YSZ电极的三相界面（TPB）长度、优化电极的微观结构、提高电极催化活性和稳定性，是一种极有前景的Ni-YSZ电极改性方法。

关键词