中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备及性能研究

利用溶胶—凝胶法制备Sm1-xSrxCoO3-δ（x=0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7）系列样品,测试了XRD谱、高温电导率和阴极过电位、单电池输出性能。对该系列阴极材料的导电性进行了比较。实验结果表明,随着Sr掺入量的增加,样品电导率不断增加,在x=0.5时,样品显示出最高的电导率。本文选取了不同的电解质对材料的电化学性能进行了研究。实验结果表明,以SDC为电解质时Sm1-xSrxCoO3-δ阴极材料的过电位比以SDC-YSZ为电解质时低。通过测量单电池的输出特性发现,以SDC为电解质时开路电压较低,这是由于产生电子导电,电子传导会产生电池内短路,从而降低了开路电压。以La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3为电解质时电池的开路电压明显升高,电池的输出功率也有了较大的提高。 本文用固相法制备La0.7Sr0.3Ni1-xCuxO3-δ（x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9）,作为新的中温固体氧化物燃料电池阴极材料。研究发现,La0.7Sr0.3Ni0.3Cu0.7O3-δ阴极材料具有好的导电性能。在800℃,La0.7Sr0.3Ni0.3Cu0.7O3-δ电导率约为330S/cm;以SDC为电解质,La0.7Sr0.3Ni0.3Cu0.7O3-δ阴极在800℃,电流为0.10A/cm2时,阴极极化过电位约为0.1V。