铜担载泡沫镍抗甲烷积碳性能研究
传统的燃料利用技术大都是基于燃烧过程，效率低下，环境不友好，而燃料电池可以将燃料中的化学能直接转化为电能，其中固体氧化物燃料电池(SOFC)因具有能量转换效率高、燃料来源广且环境友好等优点，受到广泛重视[1,2]。尽管在燃料电池中使用最常用的H2，但是在SOFC中可以使用各种燃料，如气体燃料（碳氢化合物，合成气和煤气）,液体燃料（甲醇，汽油和喷气燃料），甚至固体煤[3,4]目前，现有技术的SOFC使用Ni—YSZ等镍基金属陶瓷阳极，并且使用锰酸镧（LSM）作为阴极，因催化活性高和成本低而被广泛应用，其中Ni起燃料氧化催化剂和传导电子收集电流的作用，YSZ则传导氧离子，是氧离子传导电解质，电化学反应发生在Ni／YSZ／燃料相接触的三相界面(TPB)，TPB越多越长，其电催化性能越好。而基于LSCFN基阳极的碳基燃料电池原位重整是一种很有前途的固体氧化物燃料电池操作方法[5]，Ni基阳极已经很好地应用于H2为燃料的SOFC中，然而当直接用CH4等碳氢化合物作燃料时，常会严重积碳，碳在Ni表面强烈吸附，从而阻断了电化学反应的活性位点6]，导致电池性能的快速衰减[7]，另外其对硫污染的耐受性也不是很好，碳氢燃料之所以可以直接用于SOFC是因为他们可以在高温条件下发生重整产生 H2，而积碳正是在碳氢燃料重整氧化过程中产生的。以最简单的碳氢燃料CH4燃料为例，重整反应中主要发生的反应有水汽重整(1-1)和水汽转化(1-2)。
CH4 H20=3H2 CO (1-1)
CO H20=H2 C02 (1-2)
同时一些副反应也是不可避免的，如：歧化反应(1-3)，CO氢化(1-4)，甲烷裂解(1-5)。
2CO=C02 C (1-3)
CO H2=H20 C (1-4)
CH4=2H2 C (1-5)
这些副反应产生的碳会不断吸附并沉积在催化剂表面，占据阳极活性反应位，阻碍反应物到达活性金属位，降低阳极催化剂的催化活性，此即碳沉积(Carbon Deposition)，也被称作为焦化(Coking)[8]。因此，设计和制备抗积碳阳极是碳基燃料SOFC产业化需要突破的瓶颈之一。
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