基于X射线成像技术的固体氧化物燃料电池电极微结构演变与性能衰退关联研究

项目名称： 基于X射线成像技术的固体氧化物燃料电池电极微结构演变与性能衰退关联研究

项目编号： No.11405175

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 关勇

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种高效、环境友好的将化学能转化为电能的装置受到了人们广泛的关注。然而SOFC经过长期运行后，其性能急剧退化，寿命大大的降低，而且性能退化机理不够明确。SOFC的性能与电极微结构密切相关，因此获得电池电极的三维微结构及微结构参数（如孔隙率、三相界面长度、孔隙尺寸及联通性等）是优化电极材料结构的关键和了解电极退化机理的基础。本项目拟采用高分辨X射线成像技术无损重构SOFC电极三维结构和定量分析其主要结构参数，观测这些参数在不同运行条件下运行不同阶段后的演变，为探索电极性能的退化机理提供实验数据；基于无损获得的电极微结构数据建立数值模型来探索电池运行后电极微结构变化对气体扩散、离子电子传输阻抗和电池性能的影响，利用实验数据与数值模拟结果相结合的方法在微观层次上阐述电极的老化机理，为优化电极微结构及电池运行条件提供直接指导，对提高电池性能有重要意义。

中文关键词： 固体氧化物燃料电池；X射线成像；气体扩散；三维微结构；

英文摘要： Solid oxide fuel cells (SOFCs) have received considerable attention for their high energy conversion efficiency and low impact to environment as a mean of generating electricity. However, during a long time operation, the performance of SOFCs may have a s

英文关键词： Solid oxide fuel cells；X-ray imaging；Gas transport；Three-dimensional microstructure；