固體氧化物燃料電池LSCM復(fù)合陽極材料的制備及性能研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFC)是新一代的高效能源發(fā)生裝置。其中陽極材料是 SOFC三個(gè)重要構(gòu)件之中最為關(guān)鍵的，陽極催化性能的優(yōu)劣直接決定了電池對(duì)外做功的能力，故探索尋求優(yōu)良的陽極材料成為SOFC研究的重要方向之一。
　　采用溶膠-凝膠法制備了La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ(x=0.2，0.3，0.4；y=0.3，0.4，0.5，0.6)系列陽極粉體，并對(duì)其基本物性和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　將制備的干凝膠經(jīng)研磨后

2、取少量做 DSC和TG測(cè)試，結(jié)果表明干凝膠經(jīng)過1000℃焙燒后固溶體相已經(jīng)形成。自燃得到粉體，經(jīng)1000℃下焙燒2h，應(yīng)用XRD物相檢測(cè)，結(jié)果顯示得到了純的鈣鈦礦相結(jié)構(gòu)粉體。陽極粉體的顆粒平均粒度約為2μm。
　　LSCM陽極材料電導(dǎo)率采用直流四電極法進(jìn)行測(cè)試。其中 La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ在800℃的電導(dǎo)率為45.09S·cm-1，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)組分試樣中電導(dǎo)率最大的，電導(dǎo)活化能為1.89eV。LSCM陽極材

3、料的熱膨脹系數(shù)約為10.75×10-6K-1，其數(shù)值與 SDC電解質(zhì)的熱膨脹系數(shù)12-16×10-6K-1比較接近。
　　采用絲網(wǎng)印刷方法制備了電解質(zhì)支撐型固體氧化物燃料單電池，其陽極為La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ(x=0.3；y=0.3，0.4，0.5，0.6)為陽極，電解質(zhì)為 Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)為電解質(zhì)，陰極為 Pr0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ-SDC復(fù)合陰極。采用直流四電極法測(cè)

4、試以La0.7Sr0.3Cr1-yMnyO3-δ（y=0.3，0.4，0.5，0.6）為陽極，用濕氫氣作燃料時(shí)，四個(gè)組分陽極的電池在800℃下獲得最大輸出功率分別為299、231、232、253 mW·cm-2，相應(yīng)的短路電流，即對(duì)應(yīng)圖中電壓為零時(shí)功率曲線與橫軸的交點(diǎn)，分別為1.07、0.837、0.92、0.71A·cm-2。在測(cè)試過程單電池表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。制備LSCM-SDC和LSCM-Ni復(fù)合陽極，組裝的單電池最大輸出功率分別