吕盼
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陈永红
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田冬
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王灿灿
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余良浩
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顾庆文
材料导报
采用柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备了Sm0.1Ce0.79Ca0.1M0.01O1.9 (M=Fe、Co、Ni)及未掺杂的Sm0.1Ce0.8-C30.1O1.9电解质粉体,将干压成型后的素坯于设定温度下烧结得到电解质陶瓷片,利用XRD和SEM分别对样品的物相和微观结构进行了表征,得到一些可以参考的研究结果.结果表明,经700℃热处理3h后的粉体以及1250℃高温煅烧的陶瓷体,均呈现单一的立方萤石相结构.SEM显示,过渡金属掺杂的3个样品素坯经过1250℃烧结5h后已经致密,阿基米德排水法测定其相对密度均在95％以上,表明Fe、Co、Ni的掺杂对改善SDC基电解质材料的烧结活性有明显的作用,Fe、Ni元素的添加对材料的电导率无明显影响.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
电解质
,
掺杂
,
烧结性能
杨洋
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田冬
,
丁岩芝
,
卢肖永
,
林彬
,
陈永红
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160340
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 mW/cm2增大至463 mW/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
