李家玉，肖 磊

（1.广东顺德工业设计研究院，广东 佛山 528311；2.北滘职业技术学校，广东 佛山 528311）

固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种将化学能直接转换为电能的系统，它通常由致密的电解质、多孔阳极、多孔阴极和连接体构成［1］。阳极是燃料和氧离子反应的场所，阳极材料应具有耐高温、催化性能好、廉价等特点。Ni-YSZ复合金属陶瓷是目前应用最广泛的SOFC阳极材料［2］。SOFC的工作温度一般在600 ℃到1 000 ℃之间［3-4］，然而，燃料电池在高温下长时间的工作会引起电池堆中阳极、电解质、连接体等内部发生微结构变化，从而出现电池整体性能退化，此结论已经被很多实验所证实［5-10］。造成电池性能退化的原因有很多如：电极和电解质之间脱层导致阻抗增大［11］；电解质破裂［12］；阴极 Cr中毒［13-14］；阳极 Ni颗粒微结构的变化等等［2，8-9］。

Ni-YSZ复合阳极中的YSZ在600 ℃～1 000 ℃的工作温度下有稳定的机械性能，可起到支撑作用。金属相Ni则会发生蠕变，在YSZ的骨架下Ni会发生重构现象［15］，相邻的Ni颗粒会进行融合，这个过程称之为Ni颗粒的粗化。粗化过程会导致电子路径通道减少使得阳极的电导率下降，电池发生反应的三相线减少，进而增大了电池在工作中的过电势，降低了输出功率，从而导致电池的总体电化学性能下降［5，9］。

三相线（TPB）是SOFC中发生电化学反应的主要场所，是决定电池电化学性能的主要参数之一。长时间的高温工作下电池的电极微结构（特别是阳极）会发生变化从而导致三相线发生变化，因而研究阳极中Ni的粗化对研究SOFC的性能随时间的演化具有重要的意义。……