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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La0.4Sr0.6Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ-Gd0.2Ce0.8O2-δ(LSCFN-GDC)。以LSCFN-GDC为电池阳极和阴极,La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O3-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。 相似文献
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一步法合成La0.4Sr0.6Co0.2Fe0.7Nb0.1O3-δ-Ce0.8Gd0.2O2-δ(LSCFN-CGO)混合电导对称电极,并采用La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O3-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H2(3%H2O)、C3H8(3%H2O)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/cm2。稳定性测试在C3H8(3%H2O)气氛中0.3 A/cm2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。 相似文献
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