应用
固体氧化物燃料电池(SOFC)发电:作为阳极支撑体,通入氢气、天然气或生物质气,将化学能高效转化为电能,适用于分布式电站、家庭热电联供系统。
固体氧化物电解池(SOEC)高温电解:在反向模式下,利用可再生能源电力和高温蒸汽进行高效电解制氢,或共电解 H₂O/CO₂ 生产合成气。
此外,其管状结构也适用于 管式电池堆 的集成设计,尤其适合需要长时稳定运行、高能量转换效率的大型固定式发电或储能系统。
特点
高催化活性与电子导通:NiO 还原为金属 Ni 后,提供良好的电子传导路径和燃料氧化催化能力,显著降低阳极极化电阻。
优异的离子传导与热机械兼容性:3YSZ 骨架不仅提供氧化物离子传导通道,且其热膨胀系数与电解质层(如 YSZ、ScSZ)高度匹配,有效避免分层或开裂。
高孔隙率与多级孔结构:通过造孔剂调控,可形成贯通孔隙网络,促进燃料气向反应区的快速扩散并排除产物,有效减轻浓差极化。
管状几何带来气流均布与鲁棒性:相比平板结构,管状设计可实现燃料气轴向均匀流动、产物易排出;同时无密封边框问题,抗热冲击和抗震能力更强。
规模化制备可行性:支持挤出成型、相转化等连续化工艺,可制备大长径比、壁厚均匀的管材,适合电堆模块化堆叠与工程放大。
综上,NiO-3YSZ 管状阳极支架 兼顾催化活性、结构强度与批量制备潜力,是实现高效、长寿命、大功率固体氧化物电池系统的关键部件之一。