Ni基金属陶瓷在CH4/O2混合气氛中氧化-还原及失效机理研究

项目名称： Ni基金属陶瓷在CH4/O2混合气氛中氧化-还原及失效机理研究

项目编号： No.51402072

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 王志红

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： Ni基金属陶瓷是固体氧化物燃料电池（SOFC）中最主流的阳极材料，但其在高温燃料和氧气混合气氛中会发生频繁的氧化-还原，这是导致以混合气体为燃料SOFC性能振荡和快速衰退的主要原因。本项目将主要开展两方面的研究：（1）通过系统的实验研究，观测Ni基金属陶瓷在CH4/O2混合气氛中的氧化-还原速率和进行方向随温度、燃氧比、自身组分和微结构的演变现象，结合理论分析，阐明其在混合气氛中氧化-还原的规律及内在物理与化学机理；（2）综合利用多种实验手段，分析Ni基金属陶瓷由于频繁氧化-还原而导致的组分、微结构和几何尺寸的改变，明确其失效机理。希望本项目的实施能够为提高Ni基金属陶瓷材料在混合气氛中的抗氧化-还原性供科学依据，为其他金属催化剂在混合气氛中氧化-还原研究提供科学借鉴，并丰富非线性化学振荡的研究内容和理论内涵。

中文关键词： 固体氧化物燃料电池；Ni基金属陶瓷；氧化-还原循环；混合气体；失效机理

英文摘要： Ni-cermets are the most commonly used anode material in solid oxide fuel cells (SOFCs). However, Ni/NiO redox cycling at high temperatures is the main reason for oscillatory behaviors and irreversible degradation of SOFCs operated in fuel-oxidant mixtures

英文关键词： Solid oxide fuel cells；Ni-cermets；Redox；Gas mixture；Failure mechanism