La0.4Sr0.6Co0.7Fe0.2Nb0.1O3- δ -Gd0.2Ce0.8O2- δ 应用于可逆固体氧化物电池对称电极

为制备一种高催化性的对称型固体氧化物电池电极,采用一步法合成了La_0.4Sr_0.6Co_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3-δ-Gd_0.2Ce_0.8O_2-δ（LSCFN-GDC）。以LSCFN-GDC为电池阳极和阴极,La_0.8Sr_0.2Ga_0.83Mg_0.17O_3-δ（LSGM）为电解质,采用流延和丝网印刷工艺制备了结构为LSCFN-GDC||LSGM||LSCFN-GDC的电解质支撑型固体氧化物电池。分别采用固体氧化物燃料电池（SOFC）及固体氧化物电解池（SOEC）2种模式对对称电池性能进行了测试。在850 ℃测试温度下,分别采用湿H₂（3% H₂O）、H₂（0.01% H₂S）、CH₄和C₃H₈为燃料气,电池最大功率密度分别为1.036、0.996、0.479和0.952 W/cm²,电解H₂（50% H₂O）时,1.3 V电解电压下电池电流密度为0.943 A/cm²。LSCFN-GDC具有良好的耐积碳、抗硫和氧化还原稳定性能,能够在湿H₂（0.01% H₂S）、CH₄、H₂（3% H₂O）及H₂（50% H₂O）环境中稳定运行700 h。实验结果表明,一步合成法是一种简便而优化的电极制备方法,LSCFN-GDC||LSGM||LSCFN-GDC固体氧化物电池（SOC）具有广阔的应用前景。     

La_(0.4)Sr_(0.6)Co_(0.2)Fe_(0.7)Nb_(0.1)O_(3-δ)电极应用于YSZ基对称SOFC性能研究

采用固相法合成了钙钛矿型氧化物La_(0.4)Sr_(0.6)Co_(0.2)Fe_(0.7)Nb_(0.1)O_(3-δ)(LSCFN),并采用流延-丝印法制备了以8 mol%Y_2O_3稳定Zr O_2(YSZ)为电解质、Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(2-δ)(GDC)为隔离层、LSCFN同时为阴极和阳极的对称固体氧化物燃料电池。利用X射线衍射对电极材料进行了物相及化学相容性分析,用扫描电镜表征了对称电池的微观形貌。分别以湿H_2(3%H_2O)和湿CH_4(3%H_2O)为燃料气,空气为氧化气测试了单电池的电化学性能,并在850℃湿CH_4下进行了电池的稳定性测试。结果表明:LSCFN与GDC具有良好的化学相容性。以湿H_2和湿CH_4为燃料气的单电池在850℃时最大功率密度分别为254和105 m W/cm~2。在100 h的CH_4稳定性测试中性能无明显衰减,具有良好的稳定性。     

等离子喷涂致密La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ透氧膜氧传输行为的研究

本文采用超音速等离子喷涂(SAPS)和等离子物理气相沉积方法(PS-PVD)制备了结构致密的钙钛矿型(ABO₃)La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ(LSCF)透氧膜。利用氧程序升温脱附(O₂-TPD)、XPS等手段,比较了两种膜在200-900℃间氧物种在表面及体相中的传递变化情况。O₂-TPD结果显示：SAPS膜的物理吸附氧脱附量、化学吸附氧脱附量和晶格氧脱附量分别超过PS-PVD膜的2倍、3倍和6倍;而XPS结果显示：SAPS膜表面吸附氧与晶格氧O1s峰面积比也高于PS-PVD膜。以上结果表明SAPS膜对氧具有更好的吸附及解离能力、更多的本征氧空位及更高的空位生成能力。     

EDTA-柠檬酸络合法制备阳极催化剂La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ及热力学分析

采用EDTA-柠檬酸络合法制备固体氧化物燃料电池钙钛矿型耐硫阳极催化剂La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ。采用TG-DSC对EDTA-柠檬酸络合法制备的阳极溶胶的热分解温度及晶相的形成温度进行分析;采用XRD和SEM等分析手段对烧结后的阳极粉末进行表征,并与尿素燃烧法制备的阳极粉末进行对比。再通过热力学软件计算分析阳极在H2S气氛中于一定氧分压(p(O2))和硫分压(p(S2))下的稳定性,对硫化前后阳极粉末的红外光谱进行对比分析,并对其耐硫性进行验证。结果表明:EDTA-柠檬酸络合法可以降低La0.7Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ的烧结温度;La0.7-Sr0.3Cr0.87Y0.13O3-δ具有一定的耐硫性能,升高操作温度和增大氧分压可以提高其耐硫性,符合耐硫阳极的要求。     

La1.0Sr1.0FeO4+δ-Sm0.2Ce0.8O1.9中温固体氧化物燃料电池复合阴极材料的制备和电化学性能（英文）

利用甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成La1.0Sr1.0FeO4+δ(LSF1010)钙钛矿材料。XRD结果表明,材料具有K2NiF4层状结构。制备La1.0Sr1.0FeO4+δ-Sm0.2Ce0.8O1.9(LSF1010-SDC)复合材料,并考察了它们作为中温固体氧化物燃料电池的阴极性能。XRD结果表明:经1000℃烧结,La1.0Sr1.0FeO4+δ和SDC之间没有化滨反应发生。就LSF1010-30%SDC电极而言,SEM结果显示经1000℃烧结2h可以得到较好的电极微观结构,电极和电解质之间可以形成较好的接触。和纯LSF1010电极相比,LSF1010-SDC复合电极表现出了较好的阴极性能。尤其是LSF1010-30%SDC电极对氧还原反应拥有最好的催化活性。700℃时,在SDC电解质上,LSF1010-30%SDC电极的极化电阻为0.80Ω·cm2,和纯LSF1010电极相比,极化电阻差不多降低了5倍,在150m A·cm-2极化电流作用下,阴极过电势为?86mV。     

一步法合成La_(0.4)Sr_(0.6)Co_(0.2)Fe_(0.7)Nb_(0.1)O_(3-δ)-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(2-δ)对称电极应用于SOFC性能研究

一步法合成La_(0.4)Sr_(0.6)Co_(0.2)Fe_(0.7)Nb_(0.1)O_(3-δ)-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(2-δ)(LSCFN-CGO)混合电导对称电极,并采用La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.83)Mg_(0.17)O_(3-δ)(LSGM)作为电解质制备了结构为LSCFN-CGO‖_(LSGM)‖LSCFN-CGO的对称电池。分别使用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)对LSCFN-CGO粉体物相及电极微观结构进行分析。一步法制得的LSCFN-CGO电极粉体为纯相,LSCFN钙钛矿相与CGO萤石相具备极好的化学相容性,且烧结得到了良好微观结构的对称电极。采用H_2 (3%H_2O)、C_3H_8 (3%H_2O)为燃料气测试电池性能,850℃电池最大功率密度可分别达980和869mW/cm~2。稳定性测试在C_3H_8 (3%H_2O)气氛中0.3 A/cm~2的恒流放电条件下进行,全程共420 h,衰减较小,期间进行8次电极氧化还原循环,对称电极具有理想的碳基燃料下氧化还原再生能力。结果表明,采用一步法合成混合电导电极是一种简便、优化的电极制备方法,具有广阔的应用前景。