基于Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ对称固体氧化物燃料电池的性能优化研究
来源期刊：无机材料学报2017年第3期
论文作者：杨洋 田冬 丁岩芝 卢肖永 林彬 陈永红
文章页码：235 - 240
关键词：对称固体氧化物燃料电池;氧化–还原可逆性;Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ;GDC功能层;
摘 要：采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法分别合成了Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ（PSCF）和Gd0.2Ce0.8O2-δ（GDC）粉体,高温固相法合成La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）电解质粉体。以LSGM为电解质,PSCF同时作为阴极和阳极,GDC作为功能层材料,构建了对称固体氧化物燃料电池PSCF│GDC│LSGM│GDC│PSCF。利用X射线衍射法研究材料的成相以及相互间的化学稳定性,交流阻抗法记录界面极化行为,用扫描电子显微镜观察电池的断面微结构,用自组装的测试系统评价电池输出性能。结果表明,合成的PSCF粉体呈立方钙钛矿结构,具有良好的氧化–还原可逆性。使用GDC功能层明显改善了氢气环境下PSCF与LSGM材料间的化学相容性以及电池的输出性能,800℃时,电极│电解质界面极化电阻从6.892?·cm2下降到0.314?·cm2;以加湿H2（含体积分数3%的水蒸气）为燃料气,空气为氧化气时,单电池输出功率密度由269 m W/cm2增大至463 m W/cm2。研究结果显示,PSCF是对称固体氧化物燃料电池良好的候选电极材料,GDC功能层对改善电池长期稳定性能具有潜在的应用价值。
杨洋1,2，田冬2，丁岩芝2，卢肖永2，林彬2，陈永红2
1. 安徽理工大学化学工程学院2. 淮南师范学院淮南低温共烧材料安徽省重点实验室
摘 要：采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法分别合成了Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ（PSCF）和Gd0.2Ce0.8O2-δ（GDC）粉体,高温固相法合成La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）电解质粉体。以LSGM为电解质,PSCF同时作为阴极和阳极,GDC作为功能层材料,构建了对称固体氧化物燃料电池PSCF│GDC│LSGM│GDC│PSCF。利用X射线衍射法研究材料的成相以及相互间的化学稳定性,交流阻抗法记录界面极化行为,用扫描电子显微镜观察电池的断面微结构,用自组装的测试系统评价电池输出性能。结果表明,合成的PSCF粉体呈立方钙钛矿结构,具有良好的氧化–还原可逆性。使用GDC功能层明显改善了氢气环境下PSCF与LSGM材料间的化学相容性以及电池的输出性能,800℃时,电极│电解质界面极化电阻从6.892?·cm2下降到0.314?·cm2;以加湿H2（含体积分数3%的水蒸气）为燃料气,空气为氧化气时,单电池输出功率密度由269 m W/cm2增大至463 m W/cm2。研究结果显示,PSCF是对称固体氧化物燃料电池良好的候选电极材料,GDC功能层对改善电池长期稳定性能具有潜在的应用价值。
关键词：对称固体氧化物燃料电池;氧化–还原可逆性;Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ;GDC功能层;
