固体氧化物燃料电池LSCF-SDC纳米复合阴极制备及性能研究.pdf

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1、第27卷第10期无机化学学报Vol_27No．102011年10月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY1909．1913固体氧化物燃料电池LSCF．SDC纳米复合阴极制备及性能研究聂丽芳1刘俊成，1张玉军(天津工业大学材料科学与工程学院，天津300160)(z山东大学材料科学与工程学院，济南250061)摘要：利用硝酸盐溶液一次浸渗工艺在Lalx6SroCon2Fe0IJSCF)表面涂覆Smo2Ce。O：(SDC)纳米颗粒，制备了LSCF—SDC纳米结．4．构复合阴极。微观结构分

2、析显示SDC纳米颗粒在LSCF表面均匀分布并且颗粒大小均一。界面阻抗图谱表明SDC浸渗极大的降低了LSCF阴极的界面极化阻抗．在750和650oC仅为0．074，0．44n·cm。LSCF—SDC复合阴极的表观活化能为1．42eV，略小于纯LSCF阴极。与混合法制备的LSCF—GDC复合电极相比，采用浸渗工艺制备的LSCF．SDC纳米结构复合阴极也显示出良好的电化学催化活性。关键词：LSCF阴极；SDC纳米颗粒；浸渗工艺；SOFC中图分类号：TM911．4文献标识码：A文章编号：1001—4861(2011)1

3、0．1909—05FabricationandCharacterizationofLSCF-SDCCompositeCathodebyInfiltrationProcessforSOFCsNIELi—FangLIUJun—ChengZHANGYu—Jun(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,死删in300160,China)(2SchoolofMaterialsScienceandEngineering,Shan

4、dongUniversity,J／nan250061，China)Abstract：PorousL6Sro4Con2Fen8O3(LSCF)cathodeswerecoatedwithathinfilmofSmn2Cen8O1．95(SDC)usingaone．stepinfiltrationprocess．TheSDCinfiltratedLSCFcathodeswerecharacterizedbyelectronicmicroscopeandimpedancespectra．Examinationofth

5、emicrostructuresrevealsthatwell—distributedSDCnanoparticlesareformedonthesurfaceofLSCFgrainswitharelativelynalTOWsizedistribution．ImpedanceanalysisindicatesthattheSDCinfiltrationhasdramaticallyreducedthepolarizationofLSCFcathode，reachingtheinterfacialresista

6、ncesof0．074。and0．44Q·cmat750and650℃．respectively．TheactivationenergyofSDCinfiltratedLSCFcathodesis1．42eV．whichisalittlelowerthantheblankLSCFcathodes．TheSDCinfiltratedLSCFcathodesalsoshownanelectrocatalyticactivitycomparabletoorbetterthanthatofLSCF—GDCcomposi

7、tecathodes．Keywords：LSCFcathode；SDC；infiltrationmethod；SOFC固体氧化物燃料电池fSolidoxidefuelcells．是目前固体氧化物燃料电池的发展方向但是．工SOFCs)以其高的能量转化率．全固态组件以及燃料作温度的降低使电解质的欧姆阻抗迅速增加．同时多样性等优点成为近年来燃料电池领域研究的热电极的界面阻抗增大采用阳极支撑的电池结构点[1-2]研究和开发在中低温(600～800℃1工作的固体以及电解质薄膜化技术可以解决电解质欧姆阻抗氧化物燃料电池fI

8、T．SOFCs)，可以扩大组元材料的随温度降低升高的问题．因此．降低中低温下电极选择范围并且有效地提高电池长期运行的稳定性．极化损失．尤其是氧在阴极的还原反应所导致的极收稿日期：201I-03—30。收修改稿日期：201I-05—09。通讯联系人。E-mail：jchliu@tjpu．edu．CB，Tel：022—245844611912无机化学学报第27卷图4是LSCF—SDC复合阴