造孔劑種類對扁管式固體氧化物燃料電池結(jié)構(gòu)的影響分析案例陽極的微觀結(jié)構(gòu)在很大程度上決定著固體氧化物燃料電池的性能。作為陽極，高的電子電導(dǎo)和離子電導(dǎo)，適宜的孔隙率都有助于提高固體氧化物燃料電池的電學(xué)性能。在陽極原料和各個組分配比一定的情況下，陽極的孔形態(tài)成為影響陽極和單電池性能的重要因素。陽極需要選擇合適的孔形態(tài)，封閉的孔容易阻礙反應(yīng)氣體的運輸，孔過大會影響三相界面長度,不同的孔形態(tài)影響著陽極的孔隙率[17]。陽極的孔形態(tài)可以由造孔劑的種類調(diào)控。在本章中采用粒徑5μm石墨、粒徑為15μm石墨和可溶性淀粉三種造孔劑來改變陽極孔形態(tài)。通過分析分別含有三種造孔劑的陽極和單電池的陽極功能層和電解質(zhì)層來研究孔形態(tài)對SOFC性能的影響。本章中粒徑5μm石墨、粒徑15μm石墨和可溶性淀粉的造孔劑統(tǒng)一按質(zhì)量比1wt%含量的浸漬液制備陽極和電解質(zhì)層。圖3-1是分別以粒徑5μm石墨、粒徑15μm石墨和可溶性淀粉為造孔劑（含量為質(zhì)量比1%）的陽極經(jīng)還原后的陽極功能層SEM照片。由圖中SEM結(jié)果可以看出，造孔劑對陽極形貌的改變有十分重要的作用，不同造孔劑形成的孔形態(tài)差異很大。造孔劑能使陽極形成對應(yīng)的特征孔形態(tài)，這是因為造孔劑在一開始以自身體積形態(tài)填充了陽極的各個部分，當(dāng)溫度升高到一定程度，這些造孔劑分解后，周圍顆粒沒能夠填充消失后的造孔劑部分而形成特征孔形態(tài)。如圖所示，添加了不同粒徑石墨形成的具有不同大小孔形態(tài)的陽極，添加了可溶性淀粉則形成不規(guī)則孔形態(tài)的陽極。除此之外，陽極NiO還原成Ni顆粒也會形成分布均勻的小孔。由于所添加的量都是按同一質(zhì)量比的量，所以一般孔越大，其孔的數(shù)目越少。從圖中可以明顯看出，粒度為15μm石墨所形成的孔很大，但是孔的數(shù)量較少，而粒度為5μm的石墨形成的孔很小，但是其孔數(shù)量多且分布均勻。（a）粒度為5μm的石墨（b）粒度為15μm的石墨（c）可溶性淀粉圖3-1含不同造孔劑的陽極功能層平面SEM圖圖3-2是分別以粒徑5μm石墨、粒徑15μm石墨和可溶性淀粉為造孔劑（含量為質(zhì)量比1%）與電解質(zhì)經(jīng)過共燒結(jié)工藝經(jīng)還原后的電解質(zhì)層SEM照片。由圖中SEM結(jié)果可以看出，粒徑為5μm石墨作為造孔劑所形成的電解質(zhì)層平面圖，電解質(zhì)層比較致密；也可以明顯看出，粒度為15μm石墨所形成的電解質(zhì)層致密程度較差；而可溶性淀粉所形成的電解質(zhì)層部分致密但會出現(xiàn)較大的裂縫，影響O2-的傳導(dǎo)速率，進而影響電解質(zhì)層的導(dǎo)電率和單電池的電化學(xué)性能。（a）粒度為5μm的石墨（b）粒度為15μm的石墨（c）可溶性淀粉圖3-2含不同造孔劑的陽極電解質(zhì)層平面SEM圖利用阿基米德排水法測得陽極功能層孔隙率如表3-1所示。表3-1同含量不同種類造孔劑陽極還原后的孔隙率造孔劑種類1wt%的5μm石墨1wt%的15μm石墨1wt%的可溶性淀粉孔隙率19.15%27.24%23.57%由表3-1中可以看出盡管所添加的造孔劑質(zhì)量比含量一樣，但是其形成的孔隙率卻不相同。這是因為孔隙率跟陽極中孔的形態(tài)和分布相關(guān)。粒徑5μm的石墨形成的陽極孔數(shù)目最多，但是其孔隙率確最低，這可能是因為粒徑5μm石墨形成的孔大都是圓形閉孔，雖然孔的數(shù)目多且分布均勻，但是卻沒有形成連通的氣孔，導(dǎo)致用排水法測試孔隙率的過程中，陽極內(nèi)有部分氣體無法排除，因而降低了孔隙率?？扇苄缘矸鬯纬傻拇罂子捎跀?shù)目太少且分布不均也無法