尚凤杰，李沁兰，石永敬，刘海定，Shigeng Song

(1. 重庆科技学院 冶金与材料工程学院，重庆 401331；2. 重庆材料研究院有限公司，重庆 401331；3. Institute of Thin Films, Sensors and Imaging, School of Engineering and Computing,University of the West of Scotland, Paisley PA1 2BE, UK)

0 引 言

随着社会文明的发展和世界人口的迅速增长，人类生活对能源的需求也在持续增长。化石燃料作为主要的能源来源，为我们的社会生活提供了大量的资源。然而，化石燃料的过度消耗产生了大量的二氧化碳(CO2)和杂质(SO2、NOx)，引起了人们对环境污染和气候变化的担忧，对我们社会文明的健康发张造成威胁[1-5]。因此，为了实现可持续发展的未来，迫切需要可再生能源和绿色能源转换技术[6]。固体氧化物燃料电池(SOFC)的转换效率高达85%，而且具有燃料灵活性大、低成本、安全稳定和大幅度降低CO2排放量等优点，在能量转换、存储等领域具有巨大的发展前景[7- 8]。SOFC的主要由阴极、阳极和固体电解质三部分构成[9-30]。其中，阴极是氧气发生还原反应的场所[31]。在阴极上，氧分子吸附解离后得到电子被还原成氧离子：O2+4e-→2O2-。商业化的SOFC中，最常见的组合是LSM/YSZ/Ni-YSZ，但氧化钇稳定氧化锆(YSZ)的使用温度居高不下。高温工作虽然有利于电极反应，然而长时间的高温状态会加速电池性能的衰减，极大地降低电池的使用寿命。因此降低其运行温度是SOFC发展的必然趋势。本文作者回顾了SOFC阴极材料的研究进展，并展望了其未来的发展方向。

1 SOFC阴极材料的基本要求

阴极是SOFC体系中最重要的组成部件之一，其材料需要满足的条件有：首先是较高的电子电导率(>100 S/cm)、一定的离子电导率。一定的离子电导率不但会提高催化反应，而且会增大氧离子的扩散能力，而较高的电子电导率可以显著降低欧姆损耗，提高转化效率。然……