La_(0.5)Ba_(0.5-x)Ca_(x)FeO_(3)钙钛矿结构固体氧化物燃料电池阴极材料的制备与性能研究

双碳目标背景下,新能源材料与技术开发是绿色能源发展面临的主要课题之一,中低温下Fe基钙钛矿结构阴极材料是固体燃料电池阴极材料的潜在热点材料。利用固相反应法,以La_(0.5)Ba_(0.5)FeO_(3)为基质材料,Ca离子以掺杂方式替换部分Ba原子,实现Ba、Ca双离子比例调节,合成了La_(0.5)Ba_(0.5-x)Ca_(x)FeO_(3)(x=0.1,0.25,0.4,0.5)系列阴极材料,对其相结构、热膨胀行为、导电性、电催化活性及电池性能进行了系统研究。样品整体为立方钙钛矿结构。La_(0.5)Ba_(0.5-x)Ca_(x)FeO_(3)与电解质的热膨胀系数具有良好的热匹配性,La_(0.5)Ba_(0.1)Ca_(0.4)FeO_(3)呈现最大电导率187.7 S/cm。Ca元素掺杂大大提高了La_(0.5)Ba_(0.5-x)Ca_(x)FeO_(3)作为电极的电池输出功率密度,且输出功率密度较为稳定,800℃时峰值功率密度达到595 mW/cm^(2)。Ca离子的掺杂对La_(0.5)Ba_(0.5-x)Ca_(x)FeO_(3)阴极材料性能起到促进作用,是中温固体燃料电池阴极候选材料。

La1-xBaxFeO3钙钛矿结构SOFC阴极材料的制备与性能研究

采用固相反应法制备了Ba离子掺杂的La1-xBaxFeO3 (x = 0, 0.2, 0.35, 0.5, 0.65)系列阴极材料,研究了系列阴极材料的结构、热膨胀行为、电导率及催化活性等阴极工作特性。Ba元素掺杂阴极材料为立方钙钛矿结构,具有良好的稳定性,与电解质有良好的化学兼容性。La1-xBaxFeO3 (x = 0.2, 0.35)与电解质的热膨胀性能比较接近,热膨胀系数匹配良好。高温电导率测试结果表明随着Ba掺杂比例的提升电导率也随之增加,最大电导率为45.5 S•cm−1。La0.5Ba0.5FeO3在整个测试温度范围内拥有最优的ASR值(0.071 Ω cm2)。Ba元素的掺入对基体LaFeO3材料作为中温固体燃料电池阴极性能起到了积极促进作用,La0.5Ba0.5FeO3是该掺杂系列中综合性能最优异的材料,有望成为IT-SOFC阴极候选材料。

寻找巧克力

我家来了两位“小客人”,妈妈拿出一盒巧克力招待他们。可谁料到,他俩竟是“小馋猫”。他们一打开盒子,就争先恐后地吃了起来。