中温固体氧化物燃料电池阴极材料Sm_(2-x)Ce_xCuO_4的制备与性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐法合成了新型中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)阴极材料Sm_(2-x)CexCuO_4(SCC,x=0.0￣0.25)。利用XRD和SEM对材料的结构、化学稳定性和微观形貌进行分析表明,该阴极材料与电解质Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(1.9)(CGO)在1000℃烧结时不发生反应;且烧结2h后,二者之间形成良好的接触界面。利用交流阻抗和直流极化技术对电极的性能进行研究发现,随着Ce掺杂量的增加,极化电阻逐渐减小;Sm1.8Ce_(0.2)CuO_4在空气中的极化电阻最小,750℃为0.37Ω·cm^2;氧分压测试结果显示电极反应的速率控制步骤为电极上发生的电荷迁移过程。

固体氧化物燃料电池阳极材料Sm1-xSrxCrO3(0≤x≤0.1)的合成及电化学性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成了单相的钙钛矿结构Sm1-xSrxCrO3(0≤x≤0.1),并进行了XRD、SEM、直流电导率及电化学复阻抗分析测试。结果表明,Sm1-xSrxCrO3为p型半导体,体系电导率随着锶掺杂量的增加而增大。Sm1-xSrxCrO3在很宽的氧分压范围和高温水蒸汽条件下表现出良好的化学稳定性。Sm0.9Sr0.1CrO3/YSZ(SSCO1/YSZ)复合阳极在CH4和O2混合气氛中表现出较好的催化性能。YSZ的质量分数为23%的复合电极在800℃的CH4+O2混合气氛中得到的最小极化电阻为3.24Ω.cm2。

单室固体氧化物燃料电池阴极材料La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3的电化学性能研究

采用高温固相法制备了La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3(LSCM)并利用XRD,SEM以及电化学阻抗谱(EIS)分别对粉体及电极进行研究。结果发现LSCM在C3H8-O2-N2混合气氛下能够保持很好的高温化学稳定性,且与电解质材料YSZ在1400℃空气气氛下不发生化学反应。电化学测试结果表明,阳极支撑型单室固体氧化物燃料电池Ni-YSZ|YSZ|LSCM在700℃、C3H8-O2-N2混合气氛下的短路电流密度达317 mA·cm-2,最大功率密度73 mW·cm-2。将LSCM与CGO形成梯度阴极,相同测试条件下,单室电池的短路电流密度为560 mA·cm-2,功率密度达到110 mW·cm-2,电池输出性能提高约50%。