浅析SOFC性能衰减的材料因素

浅析SOFC性能衰减的材料因素固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）作为新型高效能源转换装置，在能源领域具有广阔的应用前景。然而，SOFC 的长时间运行后性能会出现

SOFC 浅析性能衰减的材料因素 固体氧化物燃料电池（SolidOxideFuelCell，SOFC）作为新型高 效能源转换装置，在能源领域具有广阔的应用前景。然而，SOFC的长时 间运行后性能会出现衰减现象，影响其稳定性和寿命。本文将从材料因 素方面对SOFC性能衰减进行分析。 一.金属铈的氧化还原循环 金属铈（Ceria，CeO2）是一种常用的SOFC电解质材料，其氧化 还原循环在SOFC离子传导层上形成一个充氧/脱氧相变的动态平衡。在 使用过程中，氧化铈会吸收氧离子，从而导致SOFC电池慢慢降解，最 终出现性能衰减。因此，研究制备高稳定性的氧离子传导材料是降低 SOFC性能衰减的重要措施。 二.活性物质的沉积和附着 活性物质的沉积和附着在SOFC的两端会导致其性能衰减。一方 面，活性物质的堵塞会限制氢气和氧气入口，影响电极的反应速度。另 一方面，活性物质的反应也会导致SOFC电极的降解和腐蚀，从而影响 其使用寿命。因此，开发更加耐用的电极材料是减少活性物质沉积和附 着,从而延长SOFC性能衰减的一个重要方向。 三.材料的烧结缺陷和晶界 在SOFC烧结过程中，材料表面可能出现烧结缺陷和晶界。这些缺 陷会导致氧离子传递的不均匀，从而影响电池的稳定性和性能。此外， 晶界还容易吸收氧离子和有害离子，因此会加速SOFC电池的退化。要 解决这个问题，需要开发更加均匀和强韧的材料，并采用优化的生产工 艺避免缺陷的产生。 四.电化学反应物质的溢出和析出 SOFC电化学反应物质的溢出和析出也会导致性能衰减。电极的活 性位点可能容易发生堵塞和腐蚀。例如，电化学反应物质的高浓度位置