报告题目:

碳基固体氧化物燃料电池阳极研究

报告人:

孙春文

所在单位:

中国矿业大学（北京）

报告人简介:

孙春文，中国矿业大学（北京）教授，博士生导师，中国-西班牙能源材料联合实验室主任，储能材料与器件实验室负责人。2006年毕业于中国科学院物理研究所，获理学博士学位。毕业后先后在德国慕尼黑工业大学物理系、加拿大国家研究院燃料电池创新研究所、美国德州大学奥斯汀分校材料研究所任博士后和助理研究员；2011年入选中科院物理所引进国外杰出人才计划；2021年3月以高层次人才被中国矿业大学（北京）引进到化学与环境工程学院工作。近年来，研究工作主要集中在纳米结构材料的合成、表征及其在能量转换与存储器件中的应用（锂/钠离子电池，全固态电池，金属空气电池，燃料电池）。已在JACS, Energy & Environ. Sci., Adv. Mater., Adv. Energy Mater.等国际重要学术期刊上发表论文180篇，他引用超过17700次（Google Scholar），17篇ESI高被引和热点论文，40篇论文他引超过100次，单篇最高引用1573次；申请25项中国发明专利，19项已获授权。应邀编写英文专著2本，6章节，中文专著2章节。目前担任中国硅酸盐学会固态离子学分会理事，中国能源研究会燃料电池专业委员会委员，国际期刊Journal of Physics: Condensed Matter (JPCM), Scientific Reports等期刊编委。连续六年入选爱思唯尔 (Elsevier) 材料科学领域（2018，2019）和化学领域（2020~2023）中国高被引学者；入选美国斯坦福大学发布的全球前2%顶尖科学家职业生涯影响力榜单和全球前2%顶尖科学家年度影响力榜单。

报告摘要:

由于高的工作温度（500-1000^oC），固体氧化物燃料电池（SOFCs）有可能直接使用碳氢化合物作为燃料而无需预重整。常用的镍/氧化钇稳定氧化锆（Ni/YSZ）阳极在H₂燃料中表现出优异的性能，然而，当使用碳氢化合物燃料时，会出现严重的积碳。用其他金属（如铜、钴等）对镍基阳极进行改性以形成合金是缓解碳沉积问题的另一种可能选择。本工作中，我们制备了Sn、MgO改性的Ni/氧化钐掺杂的氧化铈（SDC）金属陶瓷阳极电池，并评估了它们作为甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池阳极的潜在应用。结果表明，添加1wt%的Sn和2wt%的MgO可以显著提高Ni/SDC阳极的抗积碳性能。此外，还设计了高活性Ni掺杂的La_0.6Sr_0.4FeO_3-δ（LSFN）对称电极。具有浸渍LSFN电极的对称电池在碳基燃料中也显示出高度的催化活性和良好的耐久性。