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中空纤维固体氧化物燃料电池（HF-SOFC）是指直径约1mm，壁厚约200μm，且其微观结构可控的一种小管径电池，HF-SOFC与传统的平板式、管式电池相比，其具有启动时间短、体积功率密度大、便于密封等优点。本文通过相转化纺丝技术制备得到中空纤维阳极支撑体，采用浸涂工艺制得YSZ电解质薄层，通过刷涂工艺得到电池阴极层，从而对中空纤维电池的制备及性能进行了系统的研究。首先，利用相转化纺丝技术成功制备出具有非对称结构的NiO-YSZ中空纤维阳极支撑体，其内表面为手指状大孔结构，外表面为海绵状微孔结构。通过不同烧结温度下阳极的微观结构、孔隙率和电子导电率的比较，进而选择了最佳烧结温度为1250oC下保留2h。Ni-YSZ中空纤维阳极在1250oC烧结下，其孔隙率为46%，电导率为126S/cm。其次，选用La0.8Sr0.2MnO3-δ（LSM）作为电池阴极材料，以验证中空纤维非对称阳极的微观结构改性对电池性能的影响。采用浸涂工艺在阳极支撑体上制备了厚度约6.5μm的致密YSZ电解质层，通过刷涂工艺制得阴极层，得到了阳极支撑NiO-YSZ/YSZ/YSZ-LSM/LSM中空纤维SOFC。将电池在氢气流速为20mL/min下进行测试，实验结果表明，电池在650oC，700oC，750oC和800oC时的最大功率密度分别为285,446,549,708mW/cm~2，表现出了非常优异的电池性能。800oC时，中空纤维SOFC在氢气流速为3,5,10,20,30mL/min下的最大功率密度分别为580,665,706,718,726mW/cm~2，此时电池的燃料利用效率分别为40.26%,32.76%,16.41%,8.34%和5.31%。最后，用溶胶凝胶法合成了新型混合导体阴极材料Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ（BSCF），通过刷涂工艺将BSCF刷涂在缓冲层GDC上，制备得到了NiO-YSZ/YSZ/GDC/BSCF中空纤维SOFC，电池在600oC，700oC和800oC时的最大功率密度分别为253,580,920mW/cm~2。说明BSCF是一种非常优秀的阴极材料，并且放电性能非常稳定。