應用于中溫SOFC陰極材料（鐵酸鍶鑭）的制備與表征.pdf

1、該工作針對發(fā)展中溫固體氧化物燃料電池(SOFC)的迫切需要,探索與以釤摻雜的氧化鈰(SDC)為電解質的鐵酸鍶鑭(La<,0.7>S<,0.3>FeO<,3>,LSF)陰極體系,研究了燒結溫度,陰極組成,制備方法等實驗條件對陰極阻抗的影響.并分別用固相反應法,甘氨酸法和溶膠凝膠法制備LSF-SDC陰極,同時用共沸蒸餾法研制摻雜氧化鈰的超細粉體.該文共分四章.第一章綜述了燃料電池的發(fā)展情況,以及固體氧化物燃料電池(SOFC)的一些基本結構,

2、并且對于SOFC的陰極材料的要求和現(xiàn)階段的發(fā)展作了著重闡述.第二章先介紹了LSF作為一種比較新型的陰極材料的一些優(yōu)越性能,以及用LSF-SDC作為混合陰極的發(fā)展前景.用固相法制備了LSF粉體,用共沉淀法制備SDC粉體,分別在1100℃和750℃熱處理,相分析表明它們分別形成了鈣鈦礦型結構的LSF和螢石結構的SDC.然后將1:1(wt)比的LSF和SDC作為混合陰極材料,絲網印刷在SDC襯底上,在850℃-1000℃之間共燒,阻抗譜圖分析

3、表明,在950℃處理兩小時的混合陰極的界面電阻最小,在700℃測量時已經小于0.2 Ω cm<'2>.溫度高于或者低于950℃都會導致界面阻抗的上升.將LSF與SDC按照不同質量比混合,用交流阻抗譜圖分析其界面性能.結果表明,純LSF的界面阻抗較大,加入電解質SDC可有效的提高起陰極性能,隨著SDC含量進一步增加,界面性能下降.并且在LSF與SDC在質量比為1:1時,混合陰極的界面電阻最小,達到了純LSF陰極電阻值的七分之一左右.第三章

4、用甘氨酸法制備LSF和SDC粉體,利用甘氨酸法制備的粉體具有粒徑小,比表面積高,易燒結等特點,混合陰極的熱處理最佳溫度為900℃,此時界面電阻最小.然后用sol-gel法制備SDC與甘氨酸法制備的LSF合成混合陰極,混合陰極的熱處理最佳溫度也為900℃.但是總的來說,甘氨酸法和sol-gel法所得的陰極,界面電阻比固相反應法要大.經過XRD分析,表明用甘氨酸法制備的LSF粉體,含有雜相,這可能就是混合陰極性能沒有提高的原因.第四章利用非