本發(fā)明屬于固體氧化物燃料電池制造技術領域，特別涉及一種管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體及其制備方法。

背景技術：

固體氧化物燃料電池(sofc)是基于陶瓷材料的全固態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置，通過高溫電化學反應將燃料中的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，其潔凈、高效的供能方式是解決我國城市能源與環(huán)境問題的迫切需求。基于sofc技術的分布式能源系統(tǒng)可以實現(xiàn)高效清潔的供熱供電，它將取代傳統(tǒng)的城市供能方式，引領著能源的供給、生產(chǎn)和消費方式革命。sofc具有高效率、低污染、低噪聲、模塊化、體積小、可靠性高及燃料適應性廣等突出優(yōu)點，廣泛應用于大型分布式電站、家庭熱電聯(lián)供系統(tǒng)以及軍用便攜式電源等方面，同時也是實現(xiàn)煤炭、石油、天然氣等化石能源高效清潔利用的重要技術之一。

固體氧化物燃料電池具有全固態(tài)組件特性，其研究方向主要集中在兩種結(jié)構(gòu)類型：管式和平板式。平板式固體氧化物燃料電池具有較高的體積功率密度，通常用來作為大型分布式電站。管式固體氧化物燃料電池由于其具有啟動時間快以及良好的抗熱震性能等優(yōu)點，是作為便攜式電源開發(fā)的理想結(jié)構(gòu)。

目前，已經(jīng)公布的申請?zhí)枮?00510101487.3的發(fā)明專利公開了一種椎管式陽極支撐固體氧化物燃料電池單電池，該方法制備的陽極支撐體為一端大、一端小的錐管狀，使得串聯(lián)連接的時候密封較易實現(xiàn)，但是該方法制備的管式電池陽極電流收集比較困難；專利號為99108725.9的發(fā)明專利公開了一種采用石膏模注漿法制備電解質(zhì)薄管的方法，該方法在注漿成型過程中漿料的均勻性和懸浮性對注漿產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，批量制備一致性較差；公開號cn2547010y的發(fā)明專利公開了一種陽極支撐管狀固體氧化物燃料電池，采用擠壓成型出內(nèi)有七只管的異形管狀陽極支撐體，異形結(jié)構(gòu)增加有效反應面積并提高功率密度，但是復雜結(jié)構(gòu)對模具設計和擠壓工藝都要求苛刻，無法保證成功率同時也不利于工業(yè)化生產(chǎn)；公開號為cn1700494a的發(fā)明專利公開了浸漬成型管式固體氧化物燃料電池的方法，介紹了一種通過配料、球磨、抽真空、浸漬、脫模、預燒、燒結(jié)、預處理等過程，通過對浸漬次數(shù)的控制，調(diào)節(jié)不同功能結(jié)構(gòu)層的厚度，此方法制備時間較長且無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有制備技術中管式固體氧化物燃料電池(sofc)制備工藝不穩(wěn)定、成品率低、陽極收電困難、工業(yè)化難度大等棘手的問題，提出了一種管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體、包括該陽極支撐體的管式固體氧化物燃料電池及其制備方法。

一方面，本發(fā)明提供一種管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體的制備方法，其包括以下步驟：

配制均勻分散有陽極粉體的漿料；

將所得漿料進行噴霧造粒，得到改性后的陽極粉料；

將改性后的陽極粉料注入管式模具中，經(jīng)等靜壓后脫模成型，得到成型體；

將所得成型體燒結(jié)，得到固體氧化物管式燃料電池陽極支撐體。

本發(fā)明通過噴霧造粒、等靜壓成型、燒結(jié)得到固體氧化物管式燃料電池陽極支撐體，生產(chǎn)工藝簡單、操作性強，具有很好的工藝穩(wěn)定性，得到的固體氧化物管式燃料電池陽極支撐體電流收集簡單方便，功率損耗小，收電材料與筆直的陽極反應區(qū)域具有良好的物理貼合面，大幅度提高電子的收集效率；具有良好的電化學性能；成本低廉，最大程度地提高陽極支撐粉料的利用率，降低了原材料的成本。具體而言：在工藝方面，注漿、浸漬成型后需要干燥同時要控制環(huán)境的溫濕度，噴霧造粒后固體顆粒直接等靜壓成型比注漿、浸漬成型工藝簡單而且高效；在產(chǎn)品方面，注漿、浸漬成型后物料強度低，易變形、起皺，等靜壓成型后強度高，同時模具中的剛性芯棒使管式坯體內(nèi)表面具有良好的圓度和直線度，與陽極收電層貼合更好且制備更方便；在成本方面，注漿、浸漬用的漿料或泥料制備時經(jīng)球磨、過濾、脫泡等工序不可避免的產(chǎn)生原料損耗，噴霧造粒制備工藝損耗相對較小，成本更低。

較佳地，所述漿料包括：陽極粉體、粘接劑、分散劑和造孔劑，其配比如下：

陽極粉體：100質(zhì)量份；

造孔劑：0～20質(zhì)量份；

粘接劑：1～10質(zhì)量份；

分散劑：1～5質(zhì)量份。

較佳地，所述漿料的溶劑為水，所述漿料的固含量為50％～60wt％。

較佳地，所述陽極粉體為nio與釔穩(wěn)定的氧化鋯的混合粉體或nio與鈧穩(wěn)定的氧化鋯的混合粉體；

所述造孔劑為小麥粉或石墨粉；

所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇；

所述分散劑為三乙醇胺。

較佳地，噴霧造粒的溫度為0～250℃，優(yōu)選為100～250℃，更優(yōu)選為120～180℃。

較佳地，所述等靜壓所使用的工作介質(zhì)為液壓油，壓力為160～200mpa，保壓時間為15～60分鐘。

較佳地，所述燒結(jié)的溫度為800～1000℃，保溫時間為1～3小時。

較佳地，所述管式模具包括：

一端開口另一端封閉的柔性套管；

以與所述柔性套管同軸的形式設置于所述柔性套管內(nèi)部并與所述柔性套管之間形成注料空腔的剛性芯棒；以及

設置于所述柔性套管的開口端并將所述剛性芯棒固定的注料構(gòu)件，所述注料構(gòu)件上具有用于向所述注料空腔內(nèi)注料的注料孔。

根據(jù)上述管式模具，注料孔可用于向注料空腔內(nèi)注入粉料。柔性套管在等靜壓后可與坯體外表面自動分離，使得脫模方便快捷。模具中的剛性芯棒使管式坯體內(nèi)表面具有良好的圓度和直線度，與陽極收電層貼合更好且制備更方便。

較佳地，所述柔性套管的封閉端為半球面封頭，所述剛性芯棒的靠近所述柔性套管的封閉端的梢端為半球狀。這樣，可以制備一端為半球面封閉的管式支撐體。

較佳地，所述柔性套管由軟橡膠或硅橡膠材料制成。軟橡膠或硅橡膠材料具有良好的彈性記憶性能，更利于等靜壓后與坯體外表面自動分離，使得脫模更加方便快捷。

較佳地，所述柔性套管的厚度為5～10mm。具有該一定厚度的柔性套管可以保持良好的脫模性，同時保證坯體的直線度和圓度。

較佳地，所述剛性芯棒由氧化鋯材料制成。這樣，可以使得成型過程不引起污染。

較佳地，所述剛性芯棒是經(jīng)過拋光的剛性芯棒。這樣既能保持良好的脫模性同時保證陽極支撐體內(nèi)壁保持筆直。

較佳地，所述注料構(gòu)件形成為環(huán)狀，所述注料孔為多個，且在環(huán)狀的所述注料構(gòu)件上均勻分布。這樣，可以保證注料腔內(nèi)粉料的松裝密度保持均勻，經(jīng)等靜壓后外表面同樣具有較好的圓度，為后續(xù)制備致密的電解質(zhì)薄層提供良好的基礎。

較佳地，所述注料孔的個數(shù)為3～5個。這樣，可以使注料腔內(nèi)粉料的松裝密度保持均勻。

第二方面，本發(fā)明提供一種管式固體氧化物燃料電池的制備方法，其包括以下步驟：

根據(jù)上述制備方法制備固體氧化物管式燃料電池陽極支撐體；

將所得的陽極支撐體浸漬電解質(zhì)漿料，干燥后燒結(jié)得到固體氧化物管式燃料半電池；

將所得的半電池浸漬陰極材料，干燥后燒結(jié)得到固體氧化物管式燃料電池。

第三方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)上述制備方法制備的管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體。

第四方面，本發(fā)明提供一種管式固體氧化物燃料電池，其由內(nèi)向外依次包括：上述管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體、電解質(zhì)層、以及陰極層。

附圖說明

圖1為本發(fā)明制備管式燃料電池陽極支撐體成型模具的結(jié)構(gòu)剖視圖，其中：

1柔性套管(外模套)、2芯棒、3注料空腔、4注料環(huán)、5注料孔；

圖2為本發(fā)明制備的管式燃料電池陽極支撐體，其中(a)為實物圖、圖(b)為結(jié)構(gòu)剖視示意圖；

圖3為本發(fā)明制備的管式燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明制備的陽極支撐管式燃料電池實物圖；

圖5為上述陽極支撐管式電池的微結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖；

圖6為上述陽極支撐管式電池的爐內(nèi)測試實物圖；

圖7為上述管式電池在不同溫度下的i-v-p曲線；

圖8為上述管式電池在不同溫度下的eis曲線；

圖9為上述管式電池恒電流放電的v-t曲線

圖10為不同成型工藝制備陽極支撐體的性能對比；

圖11為不同成型工藝制備陽極支撐體的阻抗譜對比；

圖12為陽極粉料不同造孔劑含量下電池測試的i-v-p曲線；

圖13為陽極粉料不同造孔劑含量下電池測試的eis曲線。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和下述實施方式進一步說明本發(fā)明，應理解，附圖及下述實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

本發(fā)明通過噴霧造粒、等靜壓成型、燒結(jié)得到固體氧化物管式燃料電池陽極支撐體。以下，作為示例，具體說明本發(fā)明的制備方法。

首先，配制均勻分散有陽極粉體的漿料(陽極粉體漿料)。本發(fā)明中，陽極粉體可為任何適用于管式固體氧化物燃料電池的陽極材料粉體，例如可為氧化鎳(nio)和釔穩(wěn)定的氧化鋯(ysz)(釔的摩爾摻雜量為3％～10％)混合，或者為氧化鎳(nio)和鈧穩(wěn)定的氧化鋯(scsz或ssz)(鈧的摩爾摻雜量為0％～15％)混合。一般氧化鎳(nio)的質(zhì)量百分含量可為30％～70％。

該漿料中還可以含有造孔劑。所述的造孔劑例如為小麥粉或石墨粉。造孔劑的質(zhì)量份數(shù)一般為20％以內(nèi)。在20％以內(nèi)的范圍內(nèi)，造孔劑的含量越多越好。造孔劑在燒結(jié)過程中完全燃燒后產(chǎn)生孔隙，以增加陽極功能層的三相反應界面面積，提升氣體的擴散速度及電化學反應速率。

該漿料中還可以含有粘結(jié)劑，例如聚乙烯醇(pva)。粘結(jié)劑的質(zhì)量份數(shù)一般為1％～10％。粘結(jié)劑在成型過程中用來抵抗分子間的抗力更易于成型，同時使得成型后的坯體保持空間幾何形狀。

該漿料中還可以含有分散劑，例如三乙醇胺。分散劑的質(zhì)量份數(shù)一般為1％～5％。分散劑在將混合粉料制備成水溶液的過程中，保持水溶液良好的均勻性。

該漿料的溶劑可為水或者酒精，這樣可以避免有機溶劑的使用，不但制備環(huán)境健康環(huán)保，而且成本低廉。該漿料的固含量一般控制在50％～60％，這樣既能保證漿料具有良好的流動性，避免噴霧造粒干燥機噴槍發(fā)生堵塞，同時也易于造粒成型。

在一個示例中，所述漿料通過如下方法配制：將燃料電池陽極的混合粉料(陽極粉體)、造孔材料(造孔劑)、粘結(jié)劑、分散劑按照比例均勻混合(例如用研缽均勻混合)，得到陽極混合粉體材料，并用純水配制成水溶液。陽極混合粉體的配比如下：

陽極粉體100質(zhì)量份

造孔劑0～20質(zhì)量份(優(yōu)選不為0)

粘接劑1～10質(zhì)量份

分散劑1～5質(zhì)量份。

然后，利用高溫噴霧造粒機對陽極粉體漿料進行噴霧造粒，得到改性后的陽極混合粉料。高溫噴霧造粒機的工作溫度區(qū)間可為0～250℃，優(yōu)選為100～250℃，更優(yōu)選為120～180℃，例如150℃。在上述工作溫度區(qū)間內(nèi)可以讓溶劑迅速蒸發(fā)同時霧狀漿料快速成型。噴霧造粒機的漿料噴速可為0～100ml/min(優(yōu)選不為0)，優(yōu)選為20～30ml/min。通過噴霧造粒，可以得到粒徑分布集中且流動性良好的混合粉料。本發(fā)明中，混合粉料的粒徑可為1～100μm。

將改性后的陽極混合粉料注入管式模具中，振動注滿后經(jīng)等靜壓機加壓后脫模成型。

圖1示出管式模具的示例結(jié)構(gòu)剖視圖。如圖1所示，該模具包括一端開口另一端封閉的柔性套管1。剛性芯棒2設置于柔性套管1內(nèi)部并與柔性套管1之間形成注料空腔3。剛性芯棒2與柔性套管1同軸設置，且其梢端距離柔性套管1的封閉端一定距離。剛性芯棒2的基端靠近柔性套管1的開口端。注料構(gòu)件設置于柔性套管1的開口端并將剛性芯棒2的基端固定，該注料構(gòu)件可以形成為環(huán)狀，即為圖1所示的注料環(huán)4。即，模具由柔性套管1和剛性芯棒2通過注料環(huán)4進行裝配而成。注料環(huán)4上具有用于向所述注料空腔內(nèi)注料的注料孔5。

如圖1所示，柔性套管1可呈圓筒狀，且其封閉端可為半球面。剛性芯棒2可為圓柱狀，且其梢端亦可為半球狀。這樣，可使注料空腔3形成截面為u字形的形狀，進而可使得成型出的坯體為一端半球面封閉且另一端開口的圓柱管狀。注料空腔3的大小可通過調(diào)節(jié)柔性套管1和剛性芯棒2的尺寸來改變，進而可以調(diào)節(jié)成型出的坯體的大小。

柔性套管1可為彈性材料，例如為軟橡膠或硅橡膠材料，因其具有良好的彈性記憶性能，等靜壓后與坯體外表面自動分離，使得脫模方便快捷。柔性套管1的厚度可為5～10mm。

剛性芯棒2可采用陶瓷材料，優(yōu)選為氧化鋯材料，這樣可使得成型過程不引起污染。另外，剛性芯棒2優(yōu)選做拋光處理，既能保持良好的脫模性同時保證陽極支撐體內(nèi)壁保持筆直。

注料環(huán)4可為金屬材質(zhì)。注料環(huán)4可拆卸地設置于柔性套管1的開口端。剛性芯棒2的基端可固定于注料環(huán)4上，兩者之間也可以是可拆卸。例如，可將注料環(huán)4與剛性芯棒2的基端以及柔性套管1的開口端相互卡合。注料環(huán)4上設置有與注料空腔3相通的注料孔5，以此向注料空腔3注入待成型料，例如粉料。注料孔5優(yōu)選為均勻分布多個，例如3～5個，更具體例如4個，這樣可以保證注料腔內(nèi)粉料的松裝密度保持均勻，經(jīng)等靜壓后外表面同樣具有較好的圓度，為后續(xù)制備致密的電解質(zhì)薄層提供良好的基礎。注料孔5的孔徑可為2～5mm。

利用上述管式模具，可使制得的陽極支撐體電流收集簡單方便、功率損耗小，收電材料與筆直的陽極反應區(qū)域具有良好的物理貼合面，大幅度提高電子的收集效率；具有良好的電化學性能；成本低廉，最大程度的提高陽極支撐粉料的利用率，降低了原材料的成本；生產(chǎn)工藝簡單、操作性強，具有很好的工藝穩(wěn)定性。

所述的模具用陽極混料填充并振動填實后，將模具用塑料袋排氣后包裹多層以防止液壓介質(zhì)滲入。

等靜壓機的工作介質(zhì)可為液壓油。等靜壓機的工作壓力可為160～200mpa，例如200mpa，該壓力能使粉體顆粒完全破碎，且成型后坯體具有良好的強度。等靜壓機的工作溫度可為10～35℃?？梢酝ㄟ^斜坡方式加載至工作壓力，例如10～15mpa/min?？稍诠ぷ鲏毫ο卤?0～60分鐘，例如30分鐘。撤去壓力后脫模即得管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體坯體。圖2示出本發(fā)明的管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體坯體脫模后的照片和剖視示意圖，可以看出該支撐體胚體外觀呈圓柱形，一端為半球面封閉，另一端開口。

將所得胚體用氧化鋁管支撐后一并水平放入馬弗爐(例如1200℃高溫馬弗爐)，在800～1000℃下預燒1～3小時，得到成型管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體。

所得的管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體為一端封閉而另一端開口的管式結(jié)構(gòu)，陽極支撐管的厚度一般為200～2000μm。該厚度可調(diào)，通過改變?nèi)嵝蕴坠芎蛣傂孕景糁g的空間來控制充入粉料的總量，即定做不同尺寸的柔性外模套與剛性芯棒配合來調(diào)節(jié)陽極支撐管的厚度。

在管式固體氧化物陽極支撐體的基礎上，制備電解質(zhì)層和陰極層，即可制備出陽極支撐管式固體氧化物燃料電池。

例如，所述的管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體可浸漬釔穩(wěn)定的氧化鋯(ysz)(釔的摩爾摻雜量為3％～8％)或者鈧穩(wěn)定的氧化鋯(scsz)等電解質(zhì)漿料，經(jīng)干燥后在1350～1450℃下保溫2～4小時(例如4小時)，燒結(jié)成表面光亮的管式燃料電池半電池。

所述的半電池可浸漬多孔陰極材料鑭鍶錳(la0.75sr0.25)0.95mno3(lsm)或鑭鍶鎵鎂(lsgm)，經(jīng)干燥后在1150～1200℃下保溫2～3小時(例如2小時)，燒結(jié)成管式固體氧化物燃料電池單電池。

圖3示出本發(fā)明的管式固體氧化物燃料電池(單電池)結(jié)構(gòu)圖，該管式固體氧化物燃料電池由內(nèi)向外依次為陽極支撐層、電解質(zhì)層和陰極層。燃料氣可從陽極支撐層的開口端通入。本發(fā)明制備的陽極支撐體外表面具有較好的圓度，有利于在其上制備致密的電解質(zhì)薄層。

本發(fā)明的管式固體氧化物燃料電池單電池可用來集成管式電池堆或管式燃料電池系統(tǒng)。

本發(fā)明采用等靜壓成型工藝，首先通過噴霧造粒制備出成型性能良好的粉體，即良好的流動性和破碎性能，其次通過合適的成型模具，能保證密度均勻同時脫模方便，最后通過等靜壓的工藝控制實現(xiàn)優(yōu)異的成型效果。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：電流收集簡單方便、功率損耗小，收電材料與筆直的陽極反應區(qū)域具有良好的物理貼合面，大幅度提高電子的收集效率；具有良好的電化學性能；成本低廉，最大程度的提高陽極支撐粉料的利用率，降低了原材料的成本；生產(chǎn)工藝簡單、操作性強，具有很好的工藝穩(wěn)定性。

下面進一步例舉實施例以詳細說明本發(fā)明。同樣應理解，以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領域的技術人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護范圍。下述示例具體的工藝參數(shù)等也僅是合適范圍中的一個示例，即本領域技術人員可以通過本文的說明做合適的范圍內(nèi)選擇，而并非要限定于下文示例的具體數(shù)值。

實施例1：陽極支撐管式固體氧化物燃料電池的制備及性能表征

將燃料電池陽極的混合粉料(nio與8ysz)、pva、三乙醇胺、石墨粉體按照質(zhì)量比100：10：3：10均勻混合后，用純水配制成漿料懸浮液，其固含量為60％；利用高溫噴霧造粒機對陽極粉體漿料進行噴霧造粒，噴霧干燥機工作溫度設置為180℃，漿料噴速設為20ml/min，造粒后得到改性后的陽極混合粉料，經(jīng)電子掃描顯微鏡測試其粒徑分布在1～10μm；將陽極造粒粉注入管式模具并注滿震打后等靜壓成型，等靜壓機以10mpa/min的加壓速率加載至200mpa后保壓30分鐘，撤去壓力脫模即得管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體坯體；坯體放入馬弗爐經(jīng)1000℃預燒2小時，得到一端封閉而另一端開口的固體氧化物燃料電池陽極支撐體，測量該陽極支撐管的厚度為1200μm。

所得陽極支撐體使用浸漬方法涂覆一層scsz電解質(zhì)漿料，經(jīng)干燥后放入馬弗爐經(jīng)1400℃保溫3小時，燒結(jié)成表面光亮的管式燃料電池半電池；然后浸漬多孔陰極材料鑭鍶錳(la0.75sr0.25)0.95mno3(lsm)，最終制備成管式固體氧化物燃料單電池。

圖4為本實施例制備的微管式陽極支撐管式單電池的實物圖，可以看出該方法制備的微管式電池具有直線度好，工藝穩(wěn)定性佳，適合批量生產(chǎn)；圖5為本實施例制備的陽極支撐管式單電池截面微結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖，可以看出管式電池沿厚度方向上的多層結(jié)構(gòu)，從左往右依次為支撐陽極層、電解質(zhì)層、陰極層。

按照管式電池通用的測試方法進行電化學性能表征，其中陰極側(cè)的收電材料為銀網(wǎng)&鉑漿，陽極側(cè)為nio漿料和鎳氈，該陽極支撐管式電池的爐內(nèi)測試情況如圖6所示；測試條件為100sccm氫氣和200sccm空氣，分別在850℃，800℃，750℃條件下測試，電化學性能如圖7所示，交流阻抗譜如圖8所示；然后在750℃下選擇恒電流模式考察管式電池的穩(wěn)定性，電流密度設置為187ma·cm^-2，電壓隨時間的變化如圖9所示。

本實施例的測試結(jié)果表明：在850，800，750℃下的輸出功率分別為225，200，175mw·cm^-2，歐姆阻抗分別為0.55，0.65，0.75ω·cm²，極化阻抗3.50，3.65，2.75ω·cm²，在長期恒定電流載荷條件下保持著良好的穩(wěn)定性，結(jié)果說明本實施例陽極支撐體的制備工藝是有效的。該管式陽極支撐體制備工藝穩(wěn)定且易于工業(yè)化，利用本發(fā)明方法制備的微管式電池可用于便攜式電源系統(tǒng)，制備的大尺寸管式電池適用于分布式發(fā)電系統(tǒng)。

實施例2：擠壓、浸漬、等靜壓成型方法制備管式陽極支撐電池性能對比將燃料電池陽極的混合粉料(nio與8ysz)、pva、三乙醇胺、石墨粉體按照質(zhì)量比100：10：3：10均勻混合后，取等質(zhì)量的三份后分別按照擠壓、浸漬、等靜壓的方式制備管式陽極支撐體，即配制泥料后擠壓成型，配制漿料后提拉浸漬干燥成型，噴霧造粒后等靜壓成型(參見實施例1)，通過控制擠壓模頭大小、浸漬次數(shù)、等靜壓模具尺寸來調(diào)節(jié)陽極支撐坯體的尺寸和厚度，以使三種方法得到的坯體的尺寸和厚度一致(分別取尺寸和厚度一致的三種坯體)，坯體放入馬弗爐經(jīng)1000℃預燒2小時，得到一端封閉而另一端開口的固體氧化物燃料電池陽極支撐體，選擇分別用上述方法制備厚度為800μm左右的陽極支撐坯體進行后續(xù)對比實驗。

所得三種陽極支撐體用浸漬方法分別涂覆一層scsz電解質(zhì)漿料，經(jīng)干燥后放入馬弗爐經(jīng)1400℃保溫3小時，燒結(jié)成表面光亮的管式燃料電池半電池；然后分別浸漬多孔陰極材料鑭鍶錳(la0.75sr0.25)0.95mno3(lsm)，最終制備成三種不同陽極成型方式的管式燃料電池單電池。

按照管式電池通用測試方法分別對三種管式電池進行電化學性能表征，其中陽極側(cè)的收電材料為nio漿料和鎳氈，陰極側(cè)為銀網(wǎng)&鉑漿，測試條件為100sccm氫氣和200sccm空氣，分別在750℃條件下測試，電化學性能對比如圖10所示，電化學交流阻抗譜對比如圖11所示。

本實施例的結(jié)果表明：等靜壓、擠壓、浸漬工藝成型方式制備的陽極支撐管式燃料電池，在750℃下的輸出功率分別為328，280，240mw·cm^-2，歐姆阻抗：0.55，0.70，0.8ω·cm²，管式電池陽極收電是通過插入其管內(nèi)的泡沫鎳與陽極面接觸來實現(xiàn)電流傳導，歐姆阻抗減去電解質(zhì)層歐姆電阻后即可視為接觸電阻，可知接觸電阻從大到小依次為：浸漬成型、擠壓成型、噴霧造粒成型。因浸漬成型制備的陽極支撐體形狀保持能力不佳，擠壓成型制備的陽極支撐體坯體強度較差，而本發(fā)明制備的等靜壓成型坯體的抗彎強度為0.3mpa左右，浸漬成型與擠壓成型的坯體強度較差，其強度與等靜壓成型坯體強度至少差一個量級，且本發(fā)明方法制備的管式電池良好的直線度及圓度，使得收電鎳氈能順暢的插入管內(nèi)，保證泡沫鎳與整個陽極表面的良好接觸，接觸不佳會導致較大的接觸電阻；因此，等靜壓成型較擠壓和浸漬成型工藝制備的管式燃料電池收電高效且電化學性能更優(yōu)異。

實施例3：不同造孔劑含量下陽極支撐管式固體氧化物燃料電池的性能對比將燃料電池陽極的混合粉料(nio與8ysz)、pva、三乙醇胺、石墨粉體按照質(zhì)量比100：10：3：12均勻混合，得到陽極混合粉體樣品一，另外按照質(zhì)量比100：10：3：8均勻混合，得到陽極混合粉體樣品二，分別用純水配制成固含量為60％的漿料懸浮液；利用高溫噴霧造粒機分別對陽極粉體漿料進行噴霧造粒，噴霧干燥機工作溫度設置為180℃，漿料噴速設為25ml/min，分別造粒后得到改性后的兩種陽極混合粉料，經(jīng)電子掃描顯微鏡測試其粒徑均分布在1～10μm；將陽極造粒粉分別注入相同規(guī)格的管式模具并注滿震打后等靜壓成型，等靜壓機以10mpa/min的加壓速率加載至200mpa后保壓30分鐘，撤去壓力后脫模即得管式固體氧化物燃料電池陽極支撐體坯體；將兩種坯體樣品放入馬弗爐經(jīng)1000℃預燒2小時，得到兩種固體氧化物燃料電池陽極支撐體，測試其陽極支撐管的厚度為1000μm左右。

所得陽極支撐體用浸漬方法涂覆一層scsz電解質(zhì)漿料，經(jīng)干燥后放入馬弗爐經(jīng)1400℃保溫3小時，燒結(jié)成表面光亮的管式燃料電池半電池；然后浸漬多孔陰極材料鑭鍶錳(la0.75sr0.25)0.95mno3(lsm)，最終制備成兩種管式固體氧化物燃料電池單電池，即：造孔劑質(zhì)量比為12％的樣品一，造孔劑質(zhì)量比為8％的樣品二。

按照管式電池通用的測試方法進行電化學性能表征，兩種樣品電化學性能對比如圖12所示，交流阻抗譜測試結(jié)果對比如圖13所示。

本實施例的結(jié)果表明：造孔劑質(zhì)量比為12％樣品一和造孔劑質(zhì)量比為8％樣品二的輸出功率分別為300和255mw·cm^-2，歐姆阻抗和極化阻抗分別為：0.70，0.71ω·cm²，歐姆電阻基本接近，與電解質(zhì)制備工藝及測試收電工藝一致相符合，極化阻抗分別為：1.50，1.70ω·cm²，因造孔劑在燒結(jié)過程后會產(chǎn)生孔隙，增加造孔劑含量即增加陽極功能層三相反應界面面積，提升氣體的擴散速度及電化學反應速率，所以較高的造孔劑含量具有更小的極化阻抗，有益效果為更好的輸出性能，因此本發(fā)明方法是管式電池陽極支撐體的有效成型方法。