掺杂不同价态离子的SrFeO_3-δ钙钛矿氧化物的电化学性能

来源期刊：材料导报2019年第14期

论文作者：于秀玲 梁雪梅 李雪

文章页码：2305 - 2310

关键词：固体氧化物燃料电池;钙钛矿氧化物;电导率;阴极;极化电阻;

摘    要：采用固相法制备SrFe_{0. 9}M_{0. 1}O_3-δ（M=Zn、Ga、Sn、Nb、W）系列钙钛矿氧化物,并讨论了晶体结构、EDS、化学兼容性、电导率以及作为固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极材料的电化学性能。XRD结果显示,掺杂金属离子Zn²⁺、Ga³⁺、Sn⁴⁺、Nb⁵⁺和W⁶⁺很好地稳定了SrFeO_3-δ钙钛矿的结构,并且所有样品均呈现单一钙钛矿结构,没有产生明显的杂相。EDS图谱显示合成的样品具有很好的化学均匀性。在950℃以下SrFe_{0. 9}M_{0. 1}-O_3-δ（M=Zn、Ga、Sn、Nb、W）阴极与LSGM电解质材料都具有良好的化学相容性。随着掺杂离子的价态升高,样品的电导率最大值逐渐降低。在800℃下测量掺杂金属离子Zn²⁺、Ga³⁺、Sn⁴⁺、Nb⁵⁺和W⁶⁺的SrFeO_3-δ阴极的极化电阻,得出SrFe_{0. 9}Zn_{0. 1}O_3-δ样品的极化电阻值最小的结果。以SrFe_{0. 9}M_{0. 1}O_3-δ（M=Zn、Ga、Sn、Nb、W）作为阴极、LSGM为电解质的单电池在800℃时的最大功率密度随着掺杂离子价态的升高而下降,掺杂Zn的样品的功率密度最大值达到了593 mW·cm^-2。