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模板法制备纤维状SSC-SDC复合阴极与结构—性能研究
模板法制备纤维状SSC-SDC复合阴极与结构—性能研究
摘要：纤维状固体氧化物燃料电池（SOFCs）是一种具有高能量密度、高效率和低污染的清洁能源转换装置。在纤维状SOFCs中，阴极材料的选择和性能对电池的性能有着重要的影响。本研究采用模板法制备了纤维状SSC-SDC复合阴极，并通过结构和性能的研究评估了其在纤维状SOFCs中的应用潜力。
关键词：纤维状SOFCs，阴极材料，模板法，SSC-SDC复合阴极
1.引言
随着对能源清洁化和可持续发展的日益关注，固体氧化物燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换装置，受到了广泛的关注。纤维状SOFCs作为一种新型的结构形式，具有高能量密度、高效率和低污染等优点，被认为是未来SOFCs的发展方向。
2.阴极材料的选择和性能
阴极是SOFCs中的关键组成部分，对SOFCs的性能有着重要的影响。合适的阴极材料应具有高的氧还原反应（ORR）活性、低的电子电导率和适当的热膨胀系数。目前，传统的阴极材料如La0.6Sr0.4CoO3(LSC)等已经被广泛研究和应用。然而，这些材料在高温下容易发生寿命下降和钝化等问题，限制了纤维状SOFCs的长期性能。
3.模板法制备纤维状SSC-SDC复合阴极
模板法是一种制备复杂形状材料的有效方法。本研究使用硅胶/多壁碳纳米管（MWCNTs）复合模板制备了纤维状SSC-SDC复合阴极。首先，在硅胶溶胶中添加适量的MWCNTs，并通过超声处理和热处理使得MWCNTs分散均匀。然后，将SSC和SDC前驱体逐步吸附到MWCNTs上，并通过高温煅烧得到纤维状SSC-SDC复合阴极。
4.结构与性能的研究
通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）观察了纤维状SSC-SDC复合阴极的结构。结果表明，纤维状SSC-SDC复合阴极具有均匀的纳米颗粒分布和良好的结晶性。电化学性能测试显示，纤维状SSC-SDC复合阴极具有优异的氧还原反应活性和电子电导率。此外，纤维状SSC-SDC复合阴极的热膨胀系数与固体电解质匹配，减少了热膨胀不匹配引起的应力。
5.应用潜力
纤维状SSC-SDC复合阴极具有良好的结构和性能，适用于纤维状SOFCs。它可以有效提高SOFCs的电池性能和寿命，有望成为未来清洁能源转换装置的重要组成部分。
6.结论
本研究通过模板法制备了纤维状SSC-SDC复合阴极，并评估了其在纤维状SOFCs中的应用潜力。结构和性能的研究结果显示，纤维状SSC-SDC复合阴极具有优异的氧还原反应活性、电子电导率和热膨胀系数，适用于纤维状SOFCs的应用。这为纤维状SOFCs的进一步研究和应用提供了有力支持。
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