Ba_0.5Sr_0.5Co_0.2Fe_0.7Mo_0.1O_3-δ对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备及性能

【作者】 杨雪； 陈永红； 田冬； 卢肖永； 丁岩芝；

【机构】 低温共烧材料安徽省重点实验室淮南师范学院；

【摘要】 阳极积碳及硫中毒导致的装置性能衰减,是固体氧化物燃料电池（SOFCs）使用碳氢燃料时存在的严重问题。寻找合适的材料同时作为SOFCs的阴极和阳极,构建对称固体氧化物燃料电池（SSOFCs）,装置运行过程中通过阴、阳极气路切换,是解决问题的研究思路之一。采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法分别合成了Ba_0.5Sr_0.5Co_0.2Fe_0.7Mo_0.1O_3-δ（BSCFM）电极材料粉体及Gd_0.2Ce_0.8O_2-δ（GDC）过渡层材料粉体。以BSCFM同时作为阴极和阳极、GDC作为过渡层、YSZ为电解质,构建了对称电池BSCFM|GDC|YSZ|GDC|BSCFM。利用X射线衍射法研究材料的成相及化学稳定性,用交流阻抗法探讨界面极化行为,用自组装的测试系统评估了电池输出性能。结果表明,合成的BSCF和BSCFM粉体呈立方钙钛矿结构;GDC过渡层的使用改善了BSCFM与YSZ之间的化学相容性,800℃时,电极电解质界面极化电阻从0.075Ω.cm²降到0.017Ω.cm²;以潮湿H₂（3%H₂O）为燃料气,静态空气为氧化剂时,单电池的输出功率为326mW/cm²;单电池在700℃、0.7V恒定电压下持续工作115h,性能未衰减。表明BSCFM是有发展潜力的对称固体氧化物燃料电池电极材料。更多还原