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高溫固體氧化物電解池的電極材料選擇
發(fā)布時間：2026-05-28 瀏覽量：281
固體氧化物電解池（SOEC）在高溫（700-850℃）下運行，電極材料需具備高催化活性、高電導(dǎo)率、良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性和與電解質(zhì)匹配的熱膨脹系數(shù)。常見的燃料電極（陰極）材料為Ni-YSZ金屬陶瓷，空氣電極（陽極）材料為LSM或LSCF。北京中教金源科技有限公司的SOEC測試系統(tǒng)，可用于評估不同電極材料的性能。
Ni-YSZ具有高電子電導(dǎo)和催化活性，是SOEC燃料電極的首選。但在高水蒸氣分壓下，Ni易被氧化為NiO，導(dǎo)致體積膨脹和性能衰減。改進方法包括：摻雜少量貴金屬（如Pd）、制備納米結(jié)構(gòu)或使用陶瓷電極如LSCM（LaSrCrMnO?）。LSCM具有良好的氧化還原穩(wěn)定性，但電導(dǎo)率較低。
空氣電極方面，LSM（LaSrMnO?）熱膨脹系數(shù)與YSZ匹配，但離子電導(dǎo)率低，需與YSZ復(fù)合形成多孔電極。LSCF（LaSrCoFeO?）具有混合離子-電子導(dǎo)電性，可擴展三相反應(yīng)區(qū)，但與YSZ反應(yīng)生成絕緣相，需加入GDC阻擋層。
材料篩選通常采用對稱電池測試（相同電極在兩側(cè)）和全電池測試（燃料電極|電解質(zhì)|空氣電極）。北京中教金源科技有限公司的高溫測試平臺，可進行800℃下的阻抗譜和恒流電解測試，評價電極的極化電阻和衰減率。