固體氧化物燃料電池陰極反應的電化學過程研究

王運龍 趙凌 洪濤 夏長榮

摘 要：在固體氧化物燃料電池中，陰極反應極為復雜，包括離子、電子等載流子的傳導，氧分子的吸附、解離，電荷轉移等。復雜的情況下，同時包括氧離子、質子的傳導。為此，提出了復雜體系的陰極反應模型、闡明陰極反應中質子、離子的傳導步驟，揭示三相界面處的離子反應過程。指出：（1）陰極界面極化電阻與電解質離子電導率之間的函數關系；（2）指出復雜體系的陰極反應過程中，存在氧還原和水生成的2類三相界面，即O-TPB與H-TPB。

關鍵詞：碳基燃料 反應模型 復合陰極 氧離子導體 固體氧化物燃料電池

Abstract：The cathodes reaction in solid oxide fuel cell is very complicate. It includes the transport of ion and electron， oxygen molecular association and dissociation， and charger transfer. And in the complicate condition， it contains oxygen ion and proton transfer at the same time. So we propose a cathode reaction model for complicate system and point out the proton， oxygen ion transport step， then eventually find the ion reaction steps in three phase boundary （TPB）. We reveal that （1） the function between cathode interfacial polarization resistance and electrolyte ionic conductivity and （2） in the cathode reaction process of mutual system， there are two kinds of TPB as O-TPB and H-TPB.

Key Words：Reaction model；Composite cathodes；Oxygen-ion conductor；Solid oxide fuel cells

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