Abstract
本研究是以鈰系列的金屬氧化物作為固態氧化物燃料電池陽極之電極-觸媒，在開路及閉路電池狀態，進行甲醇內部蒸汽重組的探討。以不同添加量的氧化釤於氧化鈰中作為陽極電極-觸媒材料。實驗操作溫度於7500C~9000C之間而水蒸氣與甲醇的莫耳數比保持在2.0。利用開路電位的測量及極化曲線特性的研究，探討金屬氧化物的氧離子缺陷(氧空洞)對於陽極電極特性與催化活性的影響。實驗結果發現甲醇蒸汽重組選擇率可能與觸媒表面氧空洞的濃度或是在高溫之下存在的導氧離子性有關，而存在一最適值。同時得知SOFC的開路電位(open-circuit potential) 是由陽極電極-觸媒上甲醇蒸汽重組反應所得的氫氣量與操作的溫度所決定。以Ni-SDC與一般Ni-YSZ相比，在Ni-YSZ電極-觸媒上，不僅在8000C時蒸汽重組活性及開路電位相較於Ni-SDC來的低且不穩定，而且經過長時間的操作之後，電位會因Ni金屬的氧化而下降。在Ni-SDC電極-觸媒上則不會有此現象發生。最後，由於氧化鈰晶格氧的釋出，使得其還原而形成n-type半導體，大幅增加其導電度。此導電度增加的幅度相對應於自由電子的濃度，隨著因Sm2O3添加而增加的氧空洞濃度而減小。故(CeO2)0.9(SmO1.5)0.1在(CeO2)1-x(SmO1.5)x x=0.1~0.3中有著最低的過電位。