基于La_(0.8)Ca_(1.2)Fe_(0.9)Co_(0.1)O_(4-δ)对称电池的制备与性能研究

以Y_(0.15)Zr_(0.88)O_(2-δ)(YSZ)为电解质,利用溶胶—凝胶法制备了La_(0.8)Ca_(1.2)Fe_(0.9)Co_(0.1)O_(4-δ)(LCFC)钙钛矿材料并同时作为固体氧化物电池的燃料极和空气极,Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(2-δ)(GDC)作为阻挡层防止电极材料与电解质反应,制备得到了对称固体氧化物电池LCFC|GDC|YSZ|GDC|LCFC。采用X射线衍射研究了LCFC材料的物相结构以及化学稳定性,四电极法测量了材料的高温电导率,并测试了材料的热膨胀系数。评估了对称电池在燃料电池模式(SOFC)和电解池模式(SOEC)下的电化学性能与稳定性,并利用扫描电镜观察了电池测试后的微观形貌。实验结果表明,在SOFC模式下,850℃时以湿H_(2)为燃料的最大功率密度可达0.11 W·cm^(-2),电解纯CO_(2)时,在850℃、2V电压下的电解电流密度可达0.75 A·cm^(-2),稳定性测试结果表明,电池具有良好的性能和结构稳定性。结果证明,LCFC材料是一种有发展前景的对称电池电极材料。