低温固形酸化燃料電池のための高性能NI-GDC-NANOCUBEコアシェルアノードのin situ製造

ニッケルガドリニウムドープセリア（NI-GDC）ナノキューブで構成されるコアシェルアノードは、ニッケル源と高度に反応性のある{001}ファセットで覆われたGDCナノキューブを含む溶液中の化学プロセスによって直接製造されました。Cermetアノードは、Ni球の成長に伴い、500°CでもNi金属フレームワークを効果的に生成しました。焼結のないこのような低温でのアノード製造は、電解質とアノードの間の界面の近くに細かくナノ構造化された層を挿入する可能性があります。魅力的なアノードの最大出力密度は97 mW cm（-2）であり、これは55 mW cm（-2）および600°Cでエアロゾルプロセスによって調製された従来のNiO-GDCアノードのそれよりも高く、続いて焼結が続きます1300°Cで。さらに、NI-GDC-Nanocubeアノードのマクロ構造と微細構造は、700°Cでの発電テストの前後に保存されました。特に、反応性{001}ファセットは、世代のテスト後でも安定していたため、燃料酸化の活性化エネルギーをうまく減らすのに役立ちました。

A core-shell anode consisting of nickel-gadolinium-doped-ceria (Ni-GDC) nanocubes was directly fabricated by a chemical process in a solution containing a nickel source and GDC nanocubes covered with highly reactive {001} facets. The cermet anode effectively generated a Ni metal framework even at 500 °C with the growth of the Ni spheres. Anode fabrication at such a low temperature without any sintering could insert a finely nanostructured layer close to the interface between the electrolyte and the anode. The maximum power density of the attractive anode was 97 mW cm(-2), which is higher than that of a conventional NiO-GDC anode prepared by an aerosol process at 55 mW cm(-2) and 600 °C, followed by sintering at 1300 °C. Furthermore, the macro- and microstructure of the Ni-GDC-nanocube anode were preserved before and after the power-generation test at 700 °C. Especially, the reactive {001} facets were stabled even after generation test, which served to reduce the activation energy for fuel oxidation successfully.