YSZ電解質(zhì)薄膜絲網(wǎng)印刷制備工藝的陽極參數(shù)研究.pdf

1、本論文通過絲網(wǎng)印刷工藝在不同的陽極基底上制備YSZ(氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯)電解質(zhì)薄膜和Sr摻雜的LaMnO3(La0.7Sr0.3MnO3,LSM)陰極,研究了不同的陽極基底對單電池輸出性能的影響。通過改變陽極的參數(shù),優(yōu)化絲網(wǎng)印刷制備YSZ電解質(zhì)薄膜的工藝,找到最適合絲網(wǎng)印刷工藝的陽極基底,從而提高單電池的輸出性能。首先考察陽極中造孔劑的含量對單電池的影響。造孔劑的含量會影響到陽極中的TPB(三相反應區(qū))的數(shù)量,從而會影響到單電池的輸出性

2、能。實驗表明在陽極中加入20wt％的面粉作為造孔劑是合適的。在700℃時,陽極中加入了20wt%造孔劑的單電池C20的功率密度達到了0.58W/cm2;而陽極中沒有加入造孔劑的單電池C0的功率密度僅為0.14W/cm2。采用共沉淀法制備的NiO的粒徑非常小,通過在不同溫度下預燒來增大NiO顆粒的粒徑。并采用不同溫度預燒的NiO作為陽極的原料,在加入了相同重量比造孔劑的情況下,采用不同NiO原料的陽極的孔隙率發(fā)生了變化,隨著NiO預燒溫度

3、的升高,陽極的孔隙率依次下降,可見不同粒徑的NiO對陽極的孔隙率起到了調(diào)節(jié)的作用。孔隙率的不同就會影響到電池的輸出性能。800℃預燒的NiO形成的陽極在燒結(jié)1400℃之后的孔隙率為28.7%,而相應的單電池(Cell800)在700℃時,功率密度達到了0.95W/cm2,高于其他條件單電池的功率密度。陽極中NiO和YSZ的重量比會影響陽極中的TPB的數(shù)量,所以改變陽極中NiO和YSZ的重量比。隨著NiO的重量比的增大,陽極的電導率也增大