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高温固体氧化物电解池的电极材料选择
发布时间:2026-05-28    浏览量:651

固体氧化物电解池(SOEC)在高温(700-850℃)下运行,电极材料需具备高催化活性、高电导率、良好的热化学稳定性和与电解质匹配的热膨胀系数。常见的燃料电极(阴极)材料为Ni-YSZ金属陶瓷,空气电极(阳极)材料为LSM或LSCF。北京中教金源科技有限公司的SOEC测试系统,可用于评估不同电极材料的性能。

Ni-YSZ具有高电子电导和催化活性,是SOEC燃料电极的首选。但在高水蒸气分压下,Ni易被氧化为NiO,导致体积膨胀和性能衰减。改进方法包括:掺杂少量贵金属(如Pd)、制备纳米结构或使用陶瓷电极如LSCM(LaSrCrMnO₆)。LSCM具有良好的氧化还原稳定性,但电导率较低。

空气电极方面,LSM(LaSrMnO₃)热膨胀系数与YSZ匹配,但离子电导率低,需与YSZ复合形成多孔电极。LSCF(LaSrCoFeO₃)具有混合离子-电子导电性,可扩展三相反应区,但与YSZ反应生成绝缘相,需加入GDC阻挡层。

材料筛选通常采用对称电池测试(相同电极在两侧)和全电池测试(燃料电极|电解质|空气电极)。北京中教金源科技有限公司的高温测试平台,可进行800℃下的阻抗谱和恒流电解测试,评价电极的极化电阻和衰减率。


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