中低温固体氧化物燃料电池功能梯度电解质膜制备及性能优化研究

功能梯度组件是目前固体氧化物燃料电池(SOFCs)研究的重要领域和挑战性难题。本项目以实现电解质的薄膜化和梯度化目标为牵引，将流体力学、功能梯度材料原理与薄膜制备工艺相结合，运用表面溶剂的挥发和溶质沉积与反向扩散，在多孔电极基体上制备功能梯度电解质薄膜。研究和确定制备功能梯度电解质膜(组件)的工艺和条件，实现电解质-电极在成分、结构上的连续梯度变化；研究和分析梯度膜成分、组织分布与电池性能之间的关系；制备以多孔LSCF电极为支撑的SDC电解质梯度薄膜，达到改善电极与电解质间接触状态、增加两者接触面积与相容性、降低电池内阻、提高电池效能和稳定性之目的；通过功能连续梯度电解质膜(组件)的制备与研究使SOFCs的综合性能得到优化。本项目研究成果将为功能梯度电解质膜制备新技术的研究和发展奠定理论与实验基础，促进SOFCs中低温化和商业化发展，为我国新能源技术的进步与发展做出贡献。

功能梯度组件是目前固体氧化物燃料电池(SOFCs)研究的重要领域和挑战性难题。本项目以实现电解质的薄膜化和梯度化目标为牵引，将流体力学、功能梯度材料原理与薄膜制备工艺结合起来，利用表面溶剂的挥发和含溶质沉积与反向扩散在多孔阴极基体上制备功能梯度薄膜。对以多孔阴极为为支撑的电解质功能梯度膜的方法设计、制备、表征及其在SOFCs中应用进行了系统研究。探索了电解质组成、制备工艺和条件对梯度电解质结构和成分的影响，分析了梯度膜的结构、成分与电池电化学特性之间的关系。研究表明功能梯度电解质膜(组件)的使用可以改善电极与电解质间接触状态，降低电池内阻，提高电池效能，实现阴极-电解质薄膜界面在电化学性能意义上的匹配，使SOFCs综合性能得到优化。相关结果可以为功能梯度电解质膜研究和发展提供理论依据。