钆镍钙共掺杂氧化铈薄膜文献综述(3)

一开始人们都是使用焦炭作为固体燃料电池的阳极,在这之后人们又开发了使用金属材料作为电池阳极的方法,但是在YSZ基的固体燃料电池中温度过高(高


一开始人们都是使用焦炭作为固体燃料电池的阳极,在这之后人们又开发了使用金属材料作为电池阳极的方法,但是在YSZ基的固体燃料电池中温度过高(高达1000℃),能符合实验条件的金属只有镍,钴以及其他的一些贵金属。考虑到实际情况,镍的价格相对于钴和贵金属划算很多,所以在实际应用中被广泛使用。在使用中,一般都是把镍与YSZ粉末混合在一起制成多孔金属陶瓷,因为在1000℃时或者说在运行时的反应温度下,镍不会与YSZ基起反应,烧结性能较高又是镍的一大优点,这也是选择镍最为固体燃料电池阳极材料的又一个原因。由此一种与YSZ基粘着力好而且热膨胀系数匹配的材料Y2O3-ZrO2诞生了,这种产品还是多孔金属陶瓷的烧结抑制剂,一举多得。

镍含量的多少也是会影响金属陶瓷的性能。在多孔金属陶瓷中,存在着电子导电以及离子导电两种导电方式[17-18],电子导电存在于镍相,离子导电存在于YSZ基中。根据镍含量与电导率作图可以得出一个曲线,当镍的含量在三分之一以下时,离子导电占据主导作用,当镍的含量高于三分之一时,反之是电子导电占据主导作用,镍含量高于三分之一时,电导率增幅极其明显,但是随着温度的增加电导率随之降低。综上所述,综合考虑含量与温度以及其他实际因素,一般让镍的含量在35%左右,这样一方面保证了电子的电导率,另一方面有相互匹配了与其他部分的热膨胀系数。