固體氧化物燃料電池（SOFC）三月份進展匯總
1.電化學修飾的SOFC陽極可避免積碳
燃料電池是一種不受燃燒效率限制的直接將燃料化學能轉化為電能的一種電化學設備，大部分的燃料電池都以H2為燃料，但受儲氫已經氫氣輸運的限制，以CH4等碳氫化合物為直接燃料的燃料電池在此方面具有極大的優勢；但是常用的Ni-YSZ陽極由于易積碳影響燃料電池的性能而限制了此類燃料電池的應用。
韓國科學技術院與加州理工學院的研究人員采用了一種簡單廉價的陰極電化學共沉積（CELD）的方法在傳統的Ni-YSZ陽極上沉積了一層SDC，該電池的電化學反應阻抗顯著降低（以H2為燃料降低44倍，以CH4為燃料降低8倍），并且在700℃（98%CH4, 2%H2O）的環境下高負荷運轉100小時后，未發現陽極上有積碳沉積，電池的電化學性能不發生衰減。
該項研究為以CH4等碳氫化合物為直接燃料的高性能SOFC提供了一條極為有利的制備路線。
注：
SDC（Samarium doped Cerium Oxide）：氧化釤摻雜二氧化鈰，中溫氧離子導體。
文獻鏈接：Electrochemically modified, robust solid oxide fuel cell anode for direct-hydrocarbon utilization
2.浸漬鈰基溶液的Ni-YSZ陽極可極大地降低SOFC極化阻抗
金屬支撐型SOFC由于其在熱循環與反應循環中的穩定性、較短的啟動時間以及制備成本的廉價性被認為是下一代的固體氧化物燃料電池。然而為了保持各部件間的良好粘附以及避免Ni與金屬合金間的擴散反應采用的低溫共燒結導致了燃料電池性能的降低。
拉古納大學的研究人員在傳統的Ni-YSZ陽極上浸漬CGO20（Ce0.8Gd0.2O2-δ）層并組裝成蜂巢結構的金屬支撐型SOFC，將燃料電池的極化阻抗降低了一個數量級（6.5 Ωcm-2→0.15Ωcm-2），將功率密度（700℃，以濕潤的氫氣為燃料）提升了三倍（~50 mW?cm-2→~160 mW?cm-2）。
3.邊緣強化的硅基納米薄膜電解質增強了μ-SOFC的熱穩定性
采用了納米薄膜電解質的微型固體氧化物燃料電池（μ-SOFC）由于其可在低于500℃的極低溫度下工作而引起了越來越多的關注。但是由于無支撐的氧化物電解質層厚度極薄，因此易脆的電解質薄膜的機械強度和穩定性是亟需解決的關鍵性問題。
南洋理工大學的研究人員通過深反應離子刻蝕和濕法刻蝕結合的方式獲得了邊緣和臺階比中心厚的硅納米薄膜，可支撐大量的YSZ納米薄膜。以此制備的微型固體氧化物燃料電池組表現出良好的機械強度和穩定性，在400℃操作溫度下具有較高的功率密度317mW/cm2，以25℃/min的升溫和冷卻速率在150℃-400℃的熱循環操作下依然保持燃料電池的性能不衰減，具有良好的熱穩定性。
該項研究為實現μ-SOFC的低溫高功率輸出提供了一條可能的研究路線。
4.富有Fe/Co-N活性位的納米多孔石墨烯可作為AEMFC的氧還原電化學催化劑
對碳納米材料進行雜原子摻雜被廣泛認為是研發無鉑氧還原催化劑的可行方案，最近的研究也證實了碳基電催化劑特別是氮摻雜的碳基電催化劑可能是一種比較好的替代鉑基催化劑的材料。
韓國蔚山科學技術大學的研究人員以多孔石墨烯、Fe前驅體溶液、Co前驅體溶液和1,10鄰二氮菲為原材料通過熱解的方式制備了Fe/Co-NpGr催化劑，材料中均勻分布的M(M=Fe and Co)-N-C活性位點保證了其成為有效的氧還原反應催化劑。這種催化劑可以大幅降低氧還原反應的過電位，與標準的Pt/C催化劑相比可以降低30mV，并且在10000次循環后依然保持較高的半波電勢；將其應用在AEMFC中作為陰極催化劑最大的功率密度為35mWcm-2，常用的以鉑為催化劑的AEMFC的功率密度為60 mWcm-2。
這項研究提供了一種簡單有效的制備復合碳納米催化劑的方法，除了可應用于AEMFC中之外，還可以被應用于鋰-空氣電池和鈉-空氣電池等能源相關領域。
注：
AEMFC（Anion Exchange Membrane Fuel Cells）：陽離子交換膜燃料電池
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