胡兴国，刘立敏，钱欣源，何非凡，王 宙，陈晗钰，绳 阳，周晓亮

(西南石油大学 化学化工学院，四川 成都 610000)

摘 要：采用流延—丝网印刷法制备燃料电极为Ni-YSZ 的固体氧化物电池(Solid Oxide Cells, SOCs)，使用过渡金属Fe、Mn 掺杂CeO₂ 制备Ce_0.9Fe_0.1O_2−δ(CFO)、Ce_0.9Mn_0.1O_2−δ(CMO)、Ce_0.6Fe_0.1Mn_0.3O_2−δ(CFM)等高催化活性材料，再用其浸渍改性Ni-YSZ电极。以电化学测试为基础，结合扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪等分析表征方法，研究电极经过浸渍改性后的微观结构形貌、性能和稳定性。研究发现，未浸渍及经CFO、CMO、CFM浸渍改性的Ni-YSZ 电极在850℃下H₂ (3 vol.% H₂O)气氛中放电的最高功率密度分别为526 mW·cm⁻²、724 mW·cm⁻²、706 mW·cm⁻²、829 mW·cm⁻²，在850 ℃、1.8 V 下V_CO2:V_CO=50:50 气氛中电解电流密度分别为0.55 A·cm⁻²、1.39 A·cm⁻²、1.43 A·cm⁻²、1.63 A·cm⁻²，经浸渍改性的性能均有明显提升，其中，经CFM 浸渍改性的效果最好。针对CFM 浸渍改性的Ni-YSZ电极进行了CeO₂电解稳定性测试和EDS 元素含量分析，稳定性测试100h 衰减率仅为3.7%，并且测试前后C原子含量几乎无变化，表明经CFM浸渍改性的Ni-YSZ 电极能够抑制积碳的产生，具有较好的稳定性。总体而言，CFO、CMO、CFM 浸渍改性能够延长Ni-YSZ电极的三相界面(TPB)长度、优化电极的微观结构、提高电极催化活性和稳定性，是一种极有前景的Ni-YSZ电极改性方法。

关键词：SOCs；Ni-YSZ 电极；过渡金属；CeO₂；浸渍改性