Abstract
固態氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）全為陶瓷材料固體結構，需在高溫（＞800℃）才能達到足夠導氧離子性，可以進行電化學反應。因為操作於高溫之下，為符合熱膨脹係數、介面固溶...等條件，材料的選擇性少，製作成本提高、難以商業化。若能降低SOFC操作溫度至中溫（600℃）則可大幅減少成本，但最主要的問題是中溫時反應性差，化學能→電能轉換效率太差，如果能針對電池各組成的阻力來源加以詳細研究，則能有效降低阻力，使SOFC中溫發電商業化。 以同時具有導電性與導離子性的混合導體SDC含浸觸媒Ni為陽極、單只具有導氧離子性的YSZ為電解質，依此兩者為基礎。在減少了電解質厚度的前提下（3mm→325μm），分別針對陰極材料、以及陽極觸媒比例加以分析研究。陰極LSM為陶瓷材料，在低溫時（600℃）無法對氧有良好分解能力，而高溫時則能有效發揮陰極功能，也因此與Pt的差距會隨操作溫度升高而減小。較佳的陰極材料也因提供O2-能力好，對需要大量氧氣進料的甲烷有較多助益。降低陽極觸媒鎳含量（60％→2％）對甲烷分解氧化反應影響較大，相對於氫氣的簡單構造，甲烷反應步驟較複雜，需要更多反應活性位置，而鎳的減少大量降低甲烷行內部重組的部分，雖然三相點增多，但電流密度不增反降。 利用表現較佳的一組電池，行長時間觸媒反應：通入甲烷一段時間，然後只通入Ar，觀察由陰極傳導過來的O2-不斷的與積碳作用，生成CO放出電流。比較以不同濃度氧氣（20％＆10％）去除積碳的圖譜，因通入濃度的高低而對於生成CO與CO2有不同的趨勢。