固體氧化物燃料電池雙極板材料發(fā)展綜述

韋守李，李希超，常修亮，陳 兵，許 卓，張 濤，鄭莉莉，戴作強(qiáng)

（1青島大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院；2青島大學(xué)動(dòng)力集成及儲(chǔ)能系統(tǒng)工程技術(shù)中心；3電動(dòng)汽車智能化動(dòng)力集成技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程技術(shù)中心 （青島），山東青島 266071；4中車青島四方車輛研究所有限公司儲(chǔ)能事業(yè)部，山東青島 266031）

隨著世界范圍工業(yè)化發(fā)展，石油、天然氣等化石燃料被大規(guī)模開采和使用導(dǎo)致能源短缺和環(huán)境污染，迫使人們?nèi)ふ倚碌那鍧嵞茉磥泶婊剂蟍1]。燃料電池以此為契機(jī)，進(jìn)入各國(guó)視野。燃料電池是一種新型的能量轉(zhuǎn)換裝置，它通過電化學(xué)反應(yīng)將儲(chǔ)存在燃料氣體與氧氣中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能[2]。燃料電池不受卡諾循環(huán)限制，能量轉(zhuǎn)化效率高。根據(jù)電解質(zhì)的不同可將燃料電池分為以下5 類[3]：堿性燃料電池(alkaline fuel cell，AFC)、磷酸燃料電池(phosphoric acid fuel cell，PAFC)、固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell，SOFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(molten carbonate fuel cell，MCFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell，PEFC)。某些燃料電池，如AFC、PEFC、MCFC 等，已逐步開始應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。而固體氧化物燃料電池僅在少數(shù)國(guó)家開始應(yīng)用，如日本上市的小型SOFC熱電聯(lián)供系統(tǒng)，可為居民提供電力和熱水[4]。SOFC 具有能量轉(zhuǎn)化效率高、全固態(tài)、燃料適用范圍廣、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外燃料電池最前沿、最熱門的研究領(lǐng)域之一。其電堆結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 SOFC電堆結(jié)構(gòu)[5]Fig.1 SOFC stack structure diagram[5]

單體SOFC分為3層，中間層是具有高溫傳導(dǎo)氧離子的固態(tài)電解質(zhì)，兩邊是具有催化作用的多孔電極——陰極和陽(yáng)極[6]。固態(tài)電解質(zhì)將空氣與燃料氣體隔開，電子通過外電路轉(zhuǎn)移到陰極與氧氣結(jié)合形成氧離子，氧離子穿過固態(tài)電解質(zhì)到達(dá)陽(yáng)極，在陽(yáng)極與燃料離子結(jié)合為H2O、CO2。當(dāng)燃料氣體為氫氣時(shí)，產(chǎn)物只有水，可以實(shí)現(xiàn)真正的零排放。但單體電池的電壓只有1 V 左右，難以滿足實(shí)際應(yīng)用。因此需要雙極板將多個(gè)單體電池進(jìn)行連接。雙極板長(zhǎng)期處于高溫和氧化還原氛圍中，惡劣的工作環(huán)境決定了雙極板對(duì)于材料的要求也極為嚴(yán)格?？勺鳛殡p極板材料的有傳統(tǒng)陶瓷材料、合金材料、復(fù)合材料以及新型陶瓷材料。但它們?nèi)噪y以滿足作為雙極板的苛刻要求，因此許多學(xué)者也在嘗試制備各種涂層，來彌補(bǔ)不同材料的缺陷。本文介紹了這幾種材料及涂層的特點(diǎn)和最新研究現(xiàn)狀，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)做出一些評(píng)述。

1 傳統(tǒng)陶瓷材料

傳統(tǒng)陶瓷LaCrO3是一種ABO3鈣鈦礦型氧化物，它在低氧分壓和氧化環(huán)境下?lián)碛辛己玫膶?dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)與SOFC 其他組件之間有良好的相容性，在過去幾十年被廣泛應(yīng)用于SOFC 雙極板。LaCrO3的熔點(diǎn)為2490 ℃，室溫下為正交晶型(Pbmn)，在240～280 ℃時(shí)由正交結(jié)構(gòu)向菱形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，菱形結(jié)構(gòu)在1000 ℃以下是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在1650 ℃轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎浇Y(jié)構(gòu)[7]。LaCrO3在燒結(jié)時(shí)，會(huì)有Cr 化合物揮發(fā)，難以燒結(jié)致密，這是制約傳統(tǒng)陶瓷材料發(fā)展的最大挑戰(zhàn)[8]。隨著電解質(zhì)的發(fā)展，SOFC 逐漸趨于中溫化，從原本的1000 ℃發(fā)展到如今的600～800 ℃。LaCrO3作為雙極板材料又暴露出了更多問題。例如，在中溫(500～800 ℃)環(huán)境下，LaCrO3的電導(dǎo)率低，歐姆極化嚴(yán)重；摻雜后熱膨脹系數(shù)與電解質(zhì)不匹配[3]。再加上陶瓷本身力學(xué)性能差[9]，難以加工成復(fù)雜形狀，導(dǎo)致加工成本較高的問題，使得LaCrO3材料的發(fā)展受到限制。研究表明[9]，A位摻雜可以提高該類材料的電導(dǎo)率，如圖2 所示Ca 和Sr 能使電導(dǎo)率顯著提升。此外Chen 等[10]通過大氣等離子噴涂技術(shù)在SUS430不銹鋼表面制備了一種具有增強(qiáng)層狀界面結(jié)合的致密摻鍶LaCrO3(LSC)涂層，發(fā)現(xiàn)當(dāng)熔滴粒徑大于30 μm 時(shí)，Cr 的蒸發(fā)損失會(huì)大大降低，在850 ℃下的氧化還原氣氛中表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性。此外隨著沉積溫度的提升，LSC 涂層的氣密性和導(dǎo)電性均有所提高。這種在不銹鋼表面制備LaCrO3類陶瓷涂層的改良方案，可以避免LaCrO3材料本身因力學(xué)性能差導(dǎo)致的加工成本高的問題。

圖2 A位(Sr，Ca)摻雜LaCrO3的電導(dǎo)率[9]Fig.2 Conductivity of A site (Sr,Ca)doped LaCrO3[9]

2 合金材料

20 世紀(jì)90 年代初，SOFC 開始中溫化，合金逐漸成為SOFC雙極板材料的研究熱點(diǎn)。合金雙極板擁有比陶瓷雙極板更加優(yōu)異的高溫導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度，方便加工成復(fù)雜形狀。但迄今為止，仍然沒有找到一種低成本的商用合金可以很好地滿足SOFC的各種要求?？梢姾辖鹱鳛殡p極板也存在諸多需要解決的問題[11]，例如耐高溫和耐腐蝕性能、面比電阻較低、熱膨脹系數(shù)不匹配等。為了提高合金雙極板在SOFC工作溫度下的抗氧化性能，通常選擇在合金中加入Al、Si、Cr等元素，這些元素在中溫下與氧的親和度較高，會(huì)優(yōu)先生成致密的Al2O3、SiO2和Cr2O3氧化膜，來保護(hù)內(nèi)部合金。但Al2O3和SiO2的電導(dǎo)率偏低，同時(shí)熱膨脹系數(shù)也與SOFC 相鄰組件不匹配[12]，綜合上述各氧化物的特點(diǎn)，諸多學(xué)者認(rèn)為含Cr 的合金作為SOFC 雙極板材料更為合適。

近十多年來所研究的SOFC 金屬雙極板材料主要包括Ni 基合金、Cr 基合金和鐵素體不銹鋼3類[13]。Ni基合金雖然具有良好的高溫抗氧化性能和力學(xué)性能[11]，但Ni 基合金的熱膨脹系數(shù)為(14～19)×10?6K?1與相鄰組件并不匹配，且材料成本較高，所以，目前很少使用Ni 基合金作為SOFC 雙極板材料。Cr 基合金又稱Cr2O3形成合金，在SOFC 工作環(huán)境下可以生成Cr2O3。Cr 基合金中Cr元素含量超過90%，Cr 化物在高溫下容易揮發(fā)，產(chǎn)生“陰極毒化”現(xiàn)象[14]，進(jìn)而降低電池性能，這是當(dāng)前含Cr 基合金亟待解決的問題之一。與Ni 基合金、Cr 基合金相比，鐵素體不銹鋼不僅價(jià)格更低，同時(shí)也具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的加工性等優(yōu)勢(shì)，因而深受學(xué)者關(guān)注。

3 合金材料的改性

幾乎所有的合金雙極板材料在應(yīng)用時(shí)都會(huì)存在一定的問題，鐵素體不銹鋼是目前公認(rèn)的首選材料。但鐵素體不銹鋼也存在嚴(yán)重的Cr 化合物揮發(fā)的問題，為了緩解這個(gè)問題，近十年來，諸多學(xué)者已經(jīng)采取了許多方法。其中包括通過添加鈮、鉬和鈷等元素來調(diào)節(jié)表面氧化皮的組分而進(jìn)行的組分優(yōu)化設(shè)計(jì)以及通過涂覆氧化物涂層來提高合金的抗氧化性能和抑制鉻揮發(fā)而進(jìn)行的表面改性[15]。

3.1 合金組分優(yōu)化設(shè)計(jì)

在SOFC工作環(huán)境下合金雙極板的氧化皮形成是不可避免的，因此進(jìn)行微量合金元素添加是一種有效的解決辦法。微量合金元素的添加可以形成良好的保護(hù)性氧化皮，改善合金抗氧化性能及Cr 揮發(fā)的問題。

Srinivasan[16]等通過研究La (質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.14%、0.52%)、Cu(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.17%、1.74%)和B(48mg/kg、109 mg/kg)不同含量的兩種Fe-22Cr鐵素體不銹鋼(成分見表1)的氧化性能和導(dǎo)電性能。800 ℃空氣中恒溫氧化2000 h，在La-B 合金表面除了最外層尖晶石氧化物(Mn,Cr)3O4以外還發(fā)現(xiàn)鑭氧化物，降低了氧化皮的面比電阻。對(duì)比兩種合金發(fā)現(xiàn)La-B表現(xiàn)出相對(duì)優(yōu)異的導(dǎo)電性能，證明氧化皮的化學(xué)成分對(duì)電阻有顯著影響。而Cu-B 合金的氧化皮具有雙層結(jié)構(gòu)，即外部的尖晶石氧化物(Mn,Cr)3O4和內(nèi)部的少量鋁、鈦氧化物，添加Cu 表現(xiàn)出相對(duì)優(yōu)異的抗氧化性，同時(shí)面比電阻也能夠保持在SOFC雙極板要求范圍內(nèi)。

表1 La-B合金及Cu-B合金成分[16]Table 1 Composition of La-B alloy and Cu-B alloy[16]單位：%

上原利弘等[17]的研究發(fā)現(xiàn)ZMG232L 的抗氧化性能要優(yōu)于SUS 430，同時(shí)又對(duì)ZMG232L 及開發(fā)合金ZMG232J3、ZMG232G10 三種合金(成分見表2)的氧化性能、導(dǎo)電性能以及熱膨脹系數(shù)進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)兩種開發(fā)合金比ZMG232L 的氧化增重、面比電阻、熱膨脹系數(shù)都要小。證明了優(yōu)化合金組成成分確實(shí)可以讓合金更加符合雙極板材料的要求。合金雖然具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，但在SOFC工作溫度下，形成的氧化皮會(huì)增加合金的總電阻。而這種使用某些元素添加劑的方式，可以在一定程度上減緩合金的氧化速率，提高合金的抗氧化性能。

表2 ZMG232L、ZMG232J3及ZMG232G10合金組分[17]Table 2 Composition of ZMG232L、ZMG232J3 and ZMG232G10 alloys[17]單位：%

3.2 合金的表面改性

為了改善合金雙極板的性能缺陷，要求所涂覆的涂層具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、抗氧化性及抑制Cr 揮發(fā)的能力。主要研究的防護(hù)涂層有3類：①活性元素氧化物涂層[18](REOS，如Y2O3、La2O3、Nd2O3等)；②稀土鈣鈦礦涂層[19][如(La,Sr)CrO3、 (La,Ca)CoO3、 (La,Sr)CoO3等]；③尖晶石涂層[20][如(Mn,Co)3O4、(Mn,Ni)3O4等]。

3.2.1 活性氧化物涂層

在合金基體中加入活性元素或活性元素氧化物，可以有效降低合金在高溫下的氧化速率，提高氧化物涂層與合金之間的黏附力[21]。這類涂層一般采用溶膠凝膠法或化學(xué)氣相沉淀法涂覆。但通過這兩種方式涂覆的涂層厚度較薄，結(jié)構(gòu)不夠致密，仍存在Cr揮發(fā)導(dǎo)致陰極“Cr中毒”的現(xiàn)象[11]。例如，Saeidpour等[22]采用溶膠凝膠法在Crofer 22APU合金上制備了Fe-Ni-Co/Y2O3涂層并與未摻Y(jié)2O3的Fe-Ni-Co 尖晶石涂層做對(duì)比，發(fā)現(xiàn)Y2O3的增加提高了抗氧化性并改善了對(duì)金屬基底的黏附性。

3.2.2 稀土鈣鈦礦涂層

稀土鈣鈦礦氧化物有良好的導(dǎo)電性，同時(shí)與金屬基體的熱膨脹系數(shù)相匹配，故常被用作SOFC金屬雙極板材料的涂層材料[23]。稀土鈣鈦礦類涂層可以提高金屬基體的導(dǎo)電性能，同時(shí)這類涂層的熱膨脹系數(shù)與金屬基體比較匹配。但這類涂層難以抑制氧離子的傳導(dǎo)，不能很好地提高基體的抗氧化性能[3]。其次這類涂層與活性元素氧化物涂層有著同樣的缺陷，即涂層不夠致密，存在Cr 揮發(fā)導(dǎo)致陰極“Cr 中毒”的現(xiàn)象。Tan等[24]通過電泳沉積和燒結(jié)在SUS 430 不銹鋼表面制備了一種新的復(fù)合鈣鈦礦涂層Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ-Sm0.2Ce0.8O1.9。將該涂層在550～750 ℃范圍內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，發(fā)現(xiàn)隨著燒結(jié)溫度升高，該涂層的碳酸鹽鍵合率降低。在550～650 ℃燒結(jié)的涂層組織均勻致密，但700 ℃和750 ℃燒結(jié)的涂層均出現(xiàn)裂紋。500 h氧化后，該涂層燒結(jié)在550～650 ℃下可實(shí)現(xiàn)ASR低于0.1 Ω/cm2，尤其是600 ℃時(shí)表現(xiàn)出的最低ASR為0.073 Ω/cm2。經(jīng)熱氧化后，涂層組織致密、均勻，證明此類涂層適合在低溫(400～600 ℃)下用于保護(hù)雙極板的涂層。通過圖3可以看出不均勻涂層的空隙和裂紋使得Cr和O能快速擴(kuò)散到基體表面，加速了Cr2O3的形成。相反，致密涂層卻可以減少Cr2O3的形成。

圖3 鉻垢形成機(jī)理[24]Fig.3 Formation of chromia scale mechanism[24]

3.2.3 尖晶石涂層

尖晶石的一般分子式為AB2O4，A、B 為二價(jià)、三價(jià)或者四價(jià)的陽(yáng)離子。尖晶石材料有很好的中溫導(dǎo)電性能，使用此類涂層可以改善金屬基體的抗氧化性能，有些尖晶石材料有良好的吸收Cr的能力，對(duì)Cr揮發(fā)有著一定的抑制作用[25]。因此，尖晶石成為目前高溫金屬雙極板涂層材料的首選，并被諸多學(xué)者廣泛研究。

Zhao等[26]利用磁控濺射技術(shù)分別在SUS 430鐵素體不銹鋼上沉積2 h、4 h和6 h，厚度為3.5 mm、6.5 mm 和9.5 mm 的NiFe2涂層，該涂層在800 ℃氧化后轉(zhuǎn)化為三層結(jié)構(gòu)，頂層Fe2O3、中間層NiFe2O4和內(nèi)層NiO。與2 h 樣品(3.5 mm)相比4 h和6 h 具有更好的抗氧化性和阻鉻效果，但6 h 樣品的氧化皮發(fā)生局部剝落。氧化15周后，2 h、4 h和6 h 樣品的面比電阻分別為49.25 mΩ·cm2、44.71 mΩ·cm2和127.22 mΩ·cm2。通過4 h 濺射產(chǎn)生的厚度為6.5 mm NiFe2涂層足以有效抑制Cr 向外遷移，同時(shí)保持較低水平的ASR。

Liu 等[27]為了比較利用充填膠結(jié)技術(shù)在空氣和氬氣中制備的涂層對(duì)AISI 430 FSS 雙極板的影響。分別用鈷(20%)、氧化鋁(78%)、氯化銨(2%)作為具有沉積源、惰性填料和活化劑功能的粉末混合物，將不銹鋼試樣埋在粉末混合物中，分別在氬氣和空氣中加熱至800 ℃，保持2 h (圖4)。經(jīng)過XRD 分析發(fā)現(xiàn)氧化皮主要成分為CoFe2O4。涂層樣品在Ar 中的增重 (0.415 mg/cm2) 小于未覆涂層樣品(1.613 mg/cm2)和涂層樣品(0.498 mg/cm2)在空氣中的增重。此外經(jīng)過面比電阻測(cè)試，發(fā)現(xiàn)氬氣中的涂層樣品(73.68 mΩ·cm2)低于空氣中的未涂層樣品(236.88 mΩ·cm2)和涂層樣品(96.32 mΩ·cm2)。結(jié)果表明，鈷鐵尖晶石層的形成阻止了Cr 向外擴(kuò)散和O 向內(nèi)擴(kuò)散，提高了基體的抗氧化性能和導(dǎo)電性能，也證實(shí)了在氬氣中制備的含鈷尖晶石涂層性能更優(yōu)。

圖4 用充填膠結(jié)技術(shù)在不同氣氛下制備含Co保護(hù)涂層[27]Fig.4 Preparation of protective coating containing CO in different atmospheres by filling cementation technique[27]

在尖晶石涂層的基礎(chǔ)上，也有學(xué)者開始制備復(fù)合尖晶石涂層。例如，Gorouh 等[28]在AISI 430不銹鋼表面進(jìn)行了Ni-Co-CeO2電鍍，在800 ℃下進(jìn)行等溫氧化和循環(huán)氧化。通過電子顯微鏡和X射線衍射技術(shù)發(fā)現(xiàn)有NiFe2O4、CoFe2O4和NiCr2O4的形成，且涂層樣品的重量增加小于無涂層樣品。

通過上述前學(xué)者們的研究不難發(fā)現(xiàn)，無論是在合金中添加元素，還是在合金表面制備涂層其本質(zhì)上都是在合金表面形成致密的氧化層，從而有效抑制Cr 元素向外擴(kuò)散和O 元素向內(nèi)擴(kuò)散，進(jìn)而提高合金基體的抗氧化性能和導(dǎo)電性能。

4 新型陶瓷材料

三元層狀陶瓷是一類具有微觀層狀結(jié)構(gòu)的三元化合物[3,29]。其中，化學(xué)式可表示為Mn+1AXn的三元層狀陶瓷被稱為MAX 相。而Ti3SiC2是最具代表性的一種MAX相陶瓷，也是至今MAX相陶瓷中研究最早、最多的一種[3]。作為一種新型陶瓷材料Ti3SiC2擁有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗氧化性能，同時(shí)在25～1000 ℃下的熱膨脹系數(shù)為9.2×10?6K?1。張昊[29]將(Ti,Nb)3SiC2材料與YSZ 材料黏合后的模型置于高溫中進(jìn)行熱處理，發(fā)現(xiàn)黏結(jié)界面仍然緊密，并未發(fā)生分離、斷裂等現(xiàn)象。說明(Ti,Nb)3SiC2有著與YSZ相匹配的熱膨脹系數(shù)。鄭莉莉等[8]系統(tǒng)研究了(Ti,Nb)3SiC2在模擬陽(yáng)極還原氣氛(CH4、Ar)中的抗氧化性(圖5)和導(dǎo)電性并與Crofer 22 APU做對(duì)比，發(fā)現(xiàn)(Ti,Nb)3SiC2在模擬陽(yáng)極還原氣氛中比空氣氣氛中具有更好的抗氧化性和導(dǎo)電性且優(yōu)于Crofer 22 APU 在空氣中的抗氧化性和導(dǎo)電性。這類陶瓷材料較為符合SOFC 雙極板材料的各項(xiàng)要求，但制作成本太高，難以商業(yè)化應(yīng)用?？蓢L試將其作為涂層材料涂覆在鐵素體不銹鋼上，從而降低成本。

圖5 (Ti,Nb)3SiC2和Crofer 22 APU在不同氣氛下的氧化增重曲線[8]Fig.5 Oxidation weight gain curves of (Ti,Nb)3SiC2 and Crofer 22 APU in different atmospheres[8]

5 復(fù)合材料

近年來，具有可調(diào)CTE、高導(dǎo)電性和良好的抗氧化性能的復(fù)合材料，如TiC/Ni或TiN/Ni被提出作為一種新的SOFC雙極板材料。雙極板要求材料具有高抗氧化性，這一點(diǎn)可以通過形成致密的氧化膜來改善材料的抗氧化性。齊倩等[30]采用無壓滲透的方式制備了TiC/Hastelloy 復(fù)合材料研究dTi/C(Ti/C顆粒尺寸)對(duì)復(fù)合材料抗氧化性能的影響，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的氧化性能受Ti、Ni、Cr 和O 的擴(kuò)散控制，與其制備方法無關(guān)。這類材料可以通過降低dTi/C促進(jìn)致密TiO2-Cr2O3氧化膜的形成，進(jìn)而提高抗氧化性能。近年來，諸如此類的復(fù)合材料被廣泛研究，通過集合幾種材料的性能優(yōu)點(diǎn)，來制備出能夠滿足SOFC雙極板惡劣的工作環(huán)境要求的材料，具有廣泛應(yīng)用前景。

6 結(jié)語

目前我國(guó)對(duì)于SOFC 的研究尚處于萌芽階段，與國(guó)外仍有很大差距[31]。2021年1月某公司設(shè)計(jì)的第五版25 kW SOFC系統(tǒng)順利升溫發(fā)電，其系統(tǒng)發(fā)電功率可達(dá)30.0 kW，電效率60.8%，燃料利用率79.8%，滿足原計(jì)劃設(shè)計(jì)要求。而西門子早在2001年時(shí)就已研制出功率達(dá)100 kW、運(yùn)行溫度1000 ℃的管式SOFC 電堆，并順利運(yùn)行了兩年。我國(guó)在SOFC研發(fā)道路上仍有很長(zhǎng)的路要走。為此本文綜述了幾種SOFC雙極板材料的基本性能和近年來國(guó)內(nèi)外對(duì)于各材料的相關(guān)研究。結(jié)果表明，傳統(tǒng)陶瓷材料仍存在其難以解決的弊端，無法直接應(yīng)用于SOFC 雙極板。傳統(tǒng)陶瓷材料LaCrO3主要存在電導(dǎo)率低，燒結(jié)性能、熱穩(wěn)定性能和力學(xué)性能差等問題。通過摻雜可以提高LaCrO3陶瓷某方面的性能，但難免會(huì)犧牲其他方面的性能，具體如何折中取優(yōu)，仍有待研究。此外將其作為涂層與合金基體的性能結(jié)合，也是一種不錯(cuò)的發(fā)展方向。合金材料主要存在Cr 化物揮發(fā)及抗氧化性能差等問題。合金材料中較為出色的就是鐵素體不銹鋼(FSS)，諸多學(xué)者選擇各種FSS作為基體，通過制備各類涂層來提高FSS的抗氧化性能和抑制Cr向外擴(kuò)散的能力。還有一部分學(xué)者另辟蹊徑，嘗試制備新型陶瓷材料和復(fù)合材料。這兩類材料往往性能良好，制備難度大、成本高，難以商業(yè)化應(yīng)用。雙極板材料的高性能、低成本優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)SOFC的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用一條必經(jīng)之路，同時(shí)也是諸多學(xué)者們共同追求的目標(biāo)。