LSM粉末设计及其对SOFC阴极性能的影响

采用大气等离子喷涂在粒子完全熔化条件下制备的Sr掺杂LaMnO3(LSM)阴极由于三相反应界面和贯通孔隙数量不足,其阴极阻抗较大。针对这一问题,通过在LSM微粉中加入20%(体积分数)亚微米石墨经团聚造粒获得LSM/石墨复合粉末,采用大气等离子喷涂在不同功率下制备了LSM阴极,采用扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)及X射线衍射光谱法(XRD)表征了阴极的组织结构和相结构,研究了电弧功率对LSM阴极结构与性能的影响。大气等离子喷涂制备的阴极在经过800℃热处理去除石墨后呈现稳定的钙钛矿结构,其中均匀分布着直径1~2μm的孔隙,表观孔隙率大于10%,且随电弧功率的增加而减小。28 kW电弧功率下等离子喷涂多孔LSM阴极阻抗在850℃时为1.22Ω·cm^(2)。

(La,Sr)(Co,Fe)O_3与(La,Sr)MnO_3阴极材料的表征与性能

采用氨水沉淀法分别制备La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)与La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)两种阴极材料,并用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和比表面积(BET)对所制备材料的结构、晶粒大小、形貌及比表面积进行表征.结果表明,LSCF和LSM前驱体分别在900℃和1200℃煅烧5h后产物均形成单一正交的钙钛矿结构,但LSCF具有较小的粒径和较大的比表面积.电化学性能测试结果表明,LSCF阴极比LSM阴极的过电位低,且LSCF为阴极单电池的输出功率较高.

平板式氧化物燃料电池(SOFC)研制及性能考察

对固体氧化物燃料电池（ＳＯＦＣ）进行研制．在ＹＳＺ固体电解质上制备成功Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３阴极和Ｎｉ－ＹＳＺ陶瓷阳极，并解决了高温无机密封技术难题，组装出平板式ＬＳＭ／ＹＳＺ／Ｎｉ－ＹＳＺ单电池．在９５０℃，Ｈ２为燃料时，电池最大输出功率密度达０．１２Ｗ／ｃｍ２．对阴、阳极性能分析得出，ＬＳＭ电极的电化学性能与国外报道的电极性能相当，电池功率密度较低主要是由Ｎｉ－ＹＳＺ陶瓷电极电化学活性较差和电池内阻（界面接触电阻）较大造成的．