碳基低温固体氧化物燃料电池关键材料基础科学问题研究

碳基低温固体氧化物燃料电池是关系到能源战略的课题，是固体氧化物燃料电池（SOFC）的重要发展方向。本项目根据低温碳基SOFC对材料的要求以及我国在CeO2上的资源优势，提出阳极、电解质、阴极全部采用CeO2基材料，以花状纳微复合结构、晶界调控、准连续界面为核心设计理念，运用纳米材料、固体离子学、催化、界面科学、固体物理的先进理论与实验技术，深入了解以CeO2为核心材料的纳微结构、组成、界面性质对低温碳基SOFC中输运和反应性能的影响等基础科学问题；从五种简单燃料气体入手，再深入研究四种复杂的不同种类的碳基燃料，了解不同碳基燃料在低温下的化学和电化学反应特异性，以及积炭和硫中毒问题。以期掌握影响电极低温反应动力学与稳定性的因素，在关键材料和复杂反应机理的研究上取得突破，为我国低温碳基固体氧化物燃料电池技术的发展提供科学依据。