1。3。2 单室固体氧化物
图 1。1 双室固体氧化物燃料电池
单室燃料电池 (single chamber fuel cell,SCFC)是一种新型简单的燃料电池构型,实验中, 即电池的阴阳极处在一个气室里,燃料-空气混合气将同时供给燃料电池的阴极与阳极。理论 上,电池的两极对燃料-空气混合气体具有较高的化学催化活性与电催化选择性。反应过程中, 单室固体氧化物电池的阴极和阳极都处在混合气体氛围中,燃料电池的阴极只对混合气中的氧气具有化学催化活性,而对混合气中的燃料则不起化学和电化学作用;而电池的阳极不仅 对混合气起着部分氧化的作用,它还能够对生成的合成气进行催化氧化等电化学作用[10]。这 样的话,当向燃料电池的气室中通以燃料-空气混合气时,氧气被阴极材料吸收,并在电池的 阴极被电催化还原变成氧离子,氧离子通过致密的电解质层向阳极扩散。而化学燃料在阳极 表面发生部分催化氧化反应生成 H2、CO 等合成气,同时,生成的合成气在电极的催化作用 下与通过电解质氧离子通道扩散过来的氧离子发生电化学反应。单室固体氧化物按支撑体类 型可以分为阳极支撑型和电解质支撑型两类,阳极支撑型 SC-SOFC 按其阴阳极相对位置可 分为 A 型 ( 双面型)(图 1。2)和 B 型 (单面型)(图 1。3)两类。与传统的双室燃料电池相比, SC-SOFC 燃料电池采用一个气室,具有结构简单、启动快速、无需密封、抗热和抗机械冲击 性强的特点,采用燃料-氧混合气 ,使得阳极表面的积碳行为显著降低。