固体氧化物燃料电池双钙钛矿陶瓷阳极缺陷结构设计与性能调控

摘要：

研究了固体氧化物燃料电池Sr2FeMo0.6Mg0.25Al0.15O6(SFMMA)双钙钛矿阳极的晶体缺陷结构、热膨胀性能、电荷传输特性、氧化还原稳定性以及电化学性能.结果表明:SFMMA室温下为I 4/m四方结构,400℃时材料转变为F m3m立方结构.SFMMA材料的实际晶体结构式为Sr2(Fe0.75Mg0.25)(Mo0.6Fe0.25Al0.15)O6-δ,材料晶格中含有大量反位缺陷FeB'以及—FeB—O—FeB'—键,有利于氧空位的形成及氧离子的迁移扩散.SFMMA的热膨胀系数在25～400℃和400～900℃范围内分别为13.0×10-6 K-1和17.6×10-6 K-1,在氢气气氛下600～900℃温度范围内电导率超过35 S?cm-1,并且具有较快的氧表面交换特性以及非常优异的氧化还原循环结构稳定性.在900,850,800℃和750℃时,湿润H2(3％H2O,50 mL/min)气氛中,SFMMA/La0.4Ce0.6O2(LDC)/La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3(LSGM)/LDC/SFMMA对称半电池面比电阻分别为0.096,0.142,0.239??cm2和0.447??cm2.以SFMMA为阳极组装电解质支撑型单电池SFMMA/LDC/LSGM(300μm)/PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ,850℃时电池最大功率密度可达886 mW?cm-2.

关键词：固体氧化物燃料电池、双钙钛矿、反位缺陷、电化学性能、氧化还原循环

所属期刊栏目：49

分类号：O646(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划

在线出版日期：2021-01-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：7-13