SOFC陰極材料LaSrCoO4±δ的熱穩定性及電化學性能研究
摘要：作為中溫固體氧化物燃料電池的陰極材料,Ruddlesden-Popper結構化合物LaSrCoO4±δ具有鈷含量低、理論熱膨脹系數小等優勢.本文通過溶膠-凝膠過程制備得到該化合物,并對材料結構的熱穩定性、熱膨脹系數、電導率、電催化活性等進行了系統的研究.結果表明,化合物的晶型穩定,在900℃以下,晶格常數隨溫度的升高呈線性增加.相對于ABO3型鈣鈦礦化合物La0.5Sr0.5CoO3-δ,化合物的熱膨脹系數更低,與陶瓷電解質的熱膨脹性能更加匹配.材料的高溫導電性能良好,但導電行為復雜,存在著多種熱激活傳輸機制.電池中,LaSrCoO4±δ陰極的界面阻抗小,在800℃下為0.12Ω·cm^2,表現出良好的氧還原催化性能.電池在運行過程中,氧化物陰極的電化學性能有明顯的衰退,但經過陰極極化后可重新活化.在800℃下,以Ni-Ce0.8Sm0.2O1.9作陽極,電解質支撐型單電池的輸出功率可達560 mW/cm^2.
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