几何畸变焦绿石阳极

氨燃料SOFC高效稳定

A位稀土离子半径调谐几何畸变,形成丰富氧空位作为氨扩散与吸附活性位,阳极电导率较LZN高约25倍,并与YSZ电解质热膨胀匹配。

钟富兰 · Xinmin, Wang · Lei, Wang · 方辉煌 · 罗宇 · 陈崇启 · 林立 · Dabiao, Wang · 陈孔发 · 江莉龙

Separation and Purification Technology 2023

参数信息

电导率提升倍数
25
平均热膨胀系数
10.40 10⁻⁶ K⁻¹
最大功率密度
128.63 mW·cm⁻²
稳定运行时间
100 h

技术优势

电导率提升25倍

GZN具有最负的导带和最小的带隙,载流子迁移所需克服的能垒更低,因此电导率约为LZN的25倍。

热膨胀匹配YSZ

GZN的平均热膨胀系数为10.40 × 10⁻⁶ K⁻¹,与YSZ电解质的10.50 × 10⁻⁶ K⁻¹非常接近,有利于避免热循环中的分层开裂。

功率密度翻倍

以GZN为阳极、YSZ为电解质的氨燃料SOFC在800 °C时最大功率密度达128.63 mW·cm⁻²,是传统NiO基SOFC的2.3倍。

百小时稳定

基于GZN阳极的单电池在800 °C下连续运行100小时未出现明显性能衰减,展示了良好的长期稳定性。

应用场景