甲烷固体氧化物燃料电池阳极催化材料研究

采用甲烷作燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)，相对H2燃料而言甲烷是价廉而丰富的一次能源，具有节能和降排特点。至今SOFC操作温度高达1000℃，引起阳极积碳，也限制材料的选择和利用增加电池运营成本。本项目要研制一种铈基阳极催化材料代替Ni基阳极，采用浸渍法，共沉淀－水热法和逆微乳液法制备Ce-Zr复合氧化物，提高了CeO2的热稳定性，储氧功能和氧化还原性能，在较低温度下对甲烷有良好催化活性，在二元Ce－Zr复合物中掺入CuO不仅提高电极的导电性，降低阳极电阻极化，同时发挥CeO2和CuO之间的电子/化学协同效应使甲烷在700℃下有较好催化氧化活性，此活性小于金属Ni不会引起阳极积碳而影响电池输出功率。通过各种分析方法表征催化材料的物性和晶相结构并与催化活性相关联以优化材料的最佳制备方法、可控参数、催化材料的C、H、O元素含量和前驱物合适焙烧温度并揭示催化反应的机制。