质子导体固体氧化物燃料电池的PrBa_(0.5)Sr_(0.5)Cu_2O_(6-δ)复合阴极材料

采用柠檬酸盐燃烧法制备了无钴双钙钛矿氧化物PrBa_(0.5)Sr_(0.5)Cu_2O_(6-δ)(PBSC)粉体,探究其作为质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFCs)阴极材料的可行性。研究了它与质子导体电解质BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3-δ)(BZCY)之间的化学相容性,分析了单相阴极PBSC、复合阴极PBSC-BZCY与电解质之间的热匹配性,并测试了单电池的电化学性能。结果发现,以PBSC为阴极、NiO-BZCY为阳极、BZCY为电解质的单电池在750℃时的最大功率密度为230 mW·cm^(-2),表明PBSC可作为H-SOFCs的阴极材料。而以PBSC-BZCY为阴极的单电池在750℃时的最大功率密度高达669 mW·cm^(-2)。复合阴极电池性能的大幅提高主要与阴极反应从单相阴极/电解质界面扩展到复合阴极电池的整个阴极区域,大幅降低电池电阻有关。PBSC-BZCY复合阴极在H-SOFCs中的应用具有较好的前景。

B位Mn掺杂Sr_2Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)作为中温固体氧化物燃料电池阳极的性能

采用溶胶-凝胶燃烧法合成出Sr_2Fe_(1.4)Mn_(0.1)Mo_(0.5)O_(6-δ)(SFMn0.1M)材料,并将其作为中温固体氧化物燃料电池的阳极.表征了SFMn0.1M材料的晶体结构、微观形貌、元素价态、电导率和电化学性能.X射线衍射表明Mn取代后,SFMn0.1M依然保持了立方钙钛矿结构,扫描电子显微镜观察到其微观形貌为三维多孔结构.SFMn0.1M作为SOFCs阳极显示出优异的电化学性能,在800℃下SFMn0.1M的电导率为14.7S·cm^(-1),以SFMn0.1M为阳极材料组装单电池,H_2作为燃料,其最大功率密度在800,750,700和650℃下分别为565.2,385.2,303.9和141.2mW·cm^(-2).因此,SFMn0.1M在作为IT-SOFC阳极材料时表现出巨大的潜力.