陈旭，方帅帅，李成新，李长久

（西安交通大学 金属材料强度国家重点实验室，西安 710049）

0 引言

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)作为一种新型能源技术，可以通过电化学反应，将燃料中的化学能直接转化为电能，具有燃料适应性广、能量利用率高、环境友好等优点[1,2]。SOFC 单电池由阳极、阴极及传导氧离子的电解质三个关键部件组成。实际应用中，由于单电池的输出功率有限，需要多个单电池通过连接体以串联、并联或混联方式组成系统，以获得理想的电压和功率输出。同时，连接体通常还需具有隔绝燃气和氧化气体的密封作用。目前，可应用的连接体材料主要包括金属和陶瓷两种类型。其中，金属连接体由于存在高温氧化等问题，一般只能用于中低温SOFC[3]。对于管式高温SOFC，由于运行条件和结构设计的限制，陶瓷连接体仍具有不可替代的作用[4]。

迄今广泛应用的陶瓷连接体是Ca、Sr 等掺杂的LaCrO3材料，其在高温双重气氛（氧化，还原）下都具有良好的稳定性[5]。但LaCrO3基连接体在还原气氛下电导率较低，且由于Cr-O 相挥发，其致密化工艺较为困难[6]。为了进一步提升高温SOFC 的性能，Huang 和Gopalan[7]提出了一种双层连接体设计，即在阳极侧和阴极侧分别选择结构性能稳定的n型和p型半导体层。其中在阳极侧，钛酸锶镧(La1-xSrxTiO3-δ,LST)作为一种n 型氧化物半导体，由于其在还原气氛下具有较高的电导率、优异的热循环稳定性及较好的线膨胀匹配性，是一种理想的连接体材料。

为获得满足气密性的高致密度并提高电导率，LST 材料需要在1400℃以上的还原气氛下进行烧结，其工艺条件要求相对苛刻。……