摘要

天然气管道掺氢是实现大规模、长距离输氢的关键技术之一,通过固体氧化物燃料电池(SOFC)直接利用掺氢天然气发电或开展冷热电联供,不需要进行氢气分离提纯,就可实现能量的高效转化利用。针对掺氢天然气燃料对SOFC阳极性能及稳定性的需求,采用高温固相合成法制备了Sr0.95Ti0.4–xFe0.6CoxO3–δ (STFC,x=0.03,0.05,0.07)阳极,研究了材料结构演变、多孔阳极导电特性及不同掺氢比甲烷燃料下的单电池性能及稳定性。结果表明,STFC钙钛矿氧化物经过加湿氢气还原后表面析出纳米Co–Fe合金颗粒,且析出组分随Co掺杂含量增大而增多。在800℃和加湿氢气下,STFC多孔电极的电导率为3S/cm;在800℃掺氢比20%(体积分数)甲烷燃料中,单电池峰值功率密度达到0.457 W/cm2,在0.14 A/cm2电流密度下连续运行140h,表现出较好的性能及长期稳定性。

全文