摘要

固体氧化物燃料电池（SOFC）由于具有高效率、低污染以及燃料适应性广等优点，在近几十年来被广泛研究。然而除了这些优点，SOFC还远没有达到商业化的状态。SOFC还存在可靠性、持久性以及成本等诸多方面的问题。

本论文集中关注于阳极支撑平板SOFC的研究。全文分别从纽扣电池、单电池以及电堆级别进行电化学性能以及稳定性的测试。这也简单的展示了SOFC的输出功率怎样逐渐从小上升至达到实用化的一个过程。全文总共进行了两个具有阴极不同的扩散阻隔层的纽扣电池的测试，两个具有不同阴极接触材料的单电池的测试以及一个外气道电堆的测试。测试结果使用面比电阻（Area Specific Resistance，ASR），衰减率，发电效率以及燃料利用率等重要参数来描述。在单电池测试中，进行了详细的测试并通过解剖分析进一步了解其中的电池性能衰减机理。

实验测试结果表明，在阴极与电解质之间具有GDC（Gd2O3doped CeO2）扩散阻隔层的纽扣电池展现了很好的电极化与稳定性性能。在硝酸溶液中进行改性处理了的GDC与参考GDC相比在电池测试中表现更好，是一种更有前景的扩散阻隔层的材料。使用这种GDC的纽扣电池在0.5A/cm2电流密度下放电测试750h，电压仅仅从783mV降到780mV。使用颗粒较大的钙钛矿结构的LCN64（LaCo0.6Ni0.4O3-δ）作为阴极接触材料的单电池表现出很好的长时间放电的稳定性和优越的抗热循环性能。它的电化学性能在经历5次热循环之后甚至有稍微的上升。在单电测试结构的基础上，通过组装5片电池的外气道设计结构的电堆获得了高达200 W的电输出功率，电堆也在40 A电流放电下稳定运行了150h。

关键词：阳极支撑固体氧化物燃料电池；性能测试；衰减；测试后分析