中温固体氧化物燃料电池La1-xBaxFe03-δ阴极材料的制备及性能表征

摘要：

采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xBaFeO3-δ(LBF) (x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5).通过X射线衍射(XRD)、直流四端引线法和热膨胀仪分别对LBF的晶体结构、电导率和热膨胀系数进行了研究,分析了Ba掺杂量对材料性能的影响.同时制备了电解质Gd01Ce0.9O2-δ (GDC),构建对称电池LBF/GDC/LBF并进行了电化学性能测试,用扫描电子显微镜观察(SEM)对称电池的断面微结构,交流阻抗谱测试极化阻抗.结果 表明,合成的阴极材料LBF均为钙钛矿结构,A位Ba掺杂提高了材料的电导率,同时增大了材料的热膨胀系数,改善了阴极材料与电解质GDC的热膨胀匹配性.SEM结果显示对称电池具有理想的微观结构,阴极与电解质之间的界面展现出良好的烧结结合;电化学交流阻抗分析结果表明,A位Ba掺杂可以降低阴极的极化电阻,当Ba2+掺杂量为x=0.4时,LBF-0.4具有最小的极化电阻,在800℃空气气氛下极化电阻为0.127Ω·cm2,电荷转移阻抗是电池极化阻抗的主要来源.实验结果表明LBF材料是一种电化学性能较为优良的中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料.

关键词：中温固体氧化物燃料电池;阴极材料;La1-xBaxFeO3-δ(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5);极化阻抗

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分类号：TM911

资助基金：国家自然科学基金;江西省自然科学基金;江西省教育厅项目

在线出版日期：2021-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1192-1199