Abstract
本研究是以氧化釤添加氧化鈰(SDC)作為固態氧化物燃料電池之陽極觸媒材料，在開路電位的狀態下，進行甲烷內部直接氧化反應的探討。以不同的Ni觸媒擔載量，擔載在(CeO2)0.8(SmO1.5)0.2的SDC擔體上，反應溫度操作於600℃，陽極進料氣體為10ml/min CH4與90ml/min Ar。利用開路電位的測量、極化曲線的研究以及長時間操作下觸媒活性的觀察，探討Ni觸媒的擔載量對於陽極電極特性與催化活性的影響。實驗結果發現，直接甲烷燃料電池之開路電位高低以及極化現象與Ni觸媒的擔載量有關，當Ni的擔載量達60%時，有最高的開路電位與最小的極化現象，原因應與陽極微結構有關。實驗結果也發現陽極極化的主要原因為陰極端氧離子的供給速率太慢造成陽極端濃度極化。以Ni-SDC與Ni-YSZ相比，以Ni-YSZ作為陽極觸媒，其電池的開路電位相較於Ni-SDC要來的低，且極化現象也來的嚴重許多。分別以Ni(30)SDC以及Ni(60)SDC作為陽極觸媒，在經過長時間操作之後發現，以Ni(30)SDC作為陽極觸媒時，觸媒的活性會因積碳的生成而失活，而Ni(60)SDC因為有著良好的觸媒層微結構，故呈現良好的觸媒活性與穩定性。