锥管状LSGM电解质支撑的SOFC的研制

以甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成的La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85(LSGM)为原料,阿拉伯树胶为分散剂,采用注浆成型法制备长度约为10 mm、壁厚为0.2 mm、大口端直径约为8.5 mm的致密锥管状LSGM电解质管。以质量比为7∶3的Ni O-Gd0.1Ce0.9O1.95(GDC)、Sm0.5Sr0.5Co O3(SSC)-GDC分别为阳极、阴极材料,组装单体固体氧化物燃料电池(SOFC)。以加湿氢气(含3%H2O)为燃料、空气为氧化剂,电池在600℃时的最大输出功率密度约为87 m W/cm2。交流阻抗谱分析表明:影响电池性能的主要因素是电解质的欧姆电阻。

Li_(2)O烧结助剂对固体氧化物燃料电池LSGM电解质烧结特性及离子电导率的影响

本工作研究了Li_(2)O作为烧结助剂对固体氧化物燃料电池La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)电解质烧结行为的影响规律,系统表征了烧结助剂含量和烧结温度对LSGM烧结体的致密度、微观组织结构、相组成以及离子电导率的影响。研究结果表明,Li_(2)O烧结助剂不仅可显著降低LSGM电解质的完全致密化烧结温度,还可以消除电解质粉体中原有的LaSrGa_(3)O_(7)杂相,并且抑制常规烧结过程中易于产生的MgO杂相,从而获得较高离子电导率的LSGM块体。当Li元素添加量为摩尔分数1%时,在1400℃烧结4 h获得的LSGM烧结体,其体密度达到理论密度的99%且为单一的钙钛矿结构。烧结体的离子电导率在800℃测试温度下达到最大值0.17 S/cm,相比未添加烧结助剂的试样提升20%以上。上述结果表明,通过添加适量的Li_(2)O作为烧结助剂对制备用于中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)高离子电导率的电解质具有重要意义。