刘忻

（上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所，上海200240）

0 引言

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC)属于第三代燃料电池，是在中高温运行条件下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效率、环境友好地转化成电能的全固态发电装置。从可持续发展角度来看，SOFC极具发展前景，被普遍认为是在未来会得到广泛应用的一种燃料电池。

阳极是SOFC的关键组件，因为它为蕴藏在燃料中的化学能转化为电能的过程提供了反应界面。通常来说，阳极包含着由具有一定渗透性的金属或混合导电氧化物材料、氧化物电解质以及孔隙三部分所构成的三相界面。在多孔结构中的传输反应网络较为复杂，因此许多研究者都在探究电池中这一组元的性质及其加工过程如何影响电池的性能。

1 SOFC对阳极材料性能的要求

在SOFC中，阳极是燃料气体（H2或碳氢化合物）的氧化反应发生的场所，因此用于制备阳极的材料需满足一定要求。SOFC的阳极对于材料的要求如下：

（1）阳极的主要功能是作为电催化剂，催化通过电解质传递过来的氧离子与燃料之间发生的氧化反应，电化学反应所产生和消耗的电子通过外部电路进行输送，从而产生电流，因此阳极材料必须具备对于某些具体反应的较高电催化性能；

（2）必须有足够的电子电导率，以降低有效电阻；

（3）由于SOFC要经受热循环，因此阳极材料须在高温还原气氛中保持化学稳定，物相稳定和微观结构稳定，包括不与电解质、集电器发生相互作用，保持一定孔隙率以降低浓差极化电阻，保持良好的表面形貌以减小与其它组元的接触电阻；……