中低温固体氧化物燃料电池lanimolt3gtmfecu阴极材料研究

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1、中文摘要摘要固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将燃料中的化学能直接转换为电能的发电装鼍。但是，传统酶SOFC通常在800—1000℃的高温下工作，壹此带来诸多问题，包括材料选择、制造成本昂贵等等缺点，因此SOFC的中低温化，尤其是SOFC阴极材料的中低温化成为当前实现SOFC商业化面临的首要任务。钙钛矿型固体氧化物被认必是最有前途的中低温SOFC(ILTSOFC)鞘极材料。为了开发在中低温下适用的钙钛矿型固体氧化物燃料电池阴极材料，以La-Ni．03系化含物为基础，通过共沉淀方法合成了LaNil．xFex03(x=0．4—0．8)(LNF)和LaNio．2F钧．g．xC魄03(X

2、=0。0．0．2)(脒}C)粉末，并对其进行了X射线衍射(Ⅺ受D)、电导率以及以LNF和LNFC为阴极制成的SOFC单电池性能等研究。研究结果表明Cu的掺杂提高了阴极材料的电化学性能，以LaNio．2Feo_65Cuo．1503为阴极材料的单体电池在580℃和650℃下的最大功率密度分别达到7635．2mW／cm2和762。7mW／cm2，这一数值明显高于相同条件下以LaNio．2Feo．803为阴极的单体电池最大功率密度。采用共沉淀方法制各的LaNio．8Cuo．203(LNC一82)化合物，其单电洼性能表明：在450℃下，其最高大率密度达到了620mW·cm。2，明显高于以La

3、Nil．。Cux03(X-O．2．0．7)为阴极材料的单体电池最大功率密度，并且非常接近580℃下以LaNio．2Feo．65Cuo．1503为阴极材料的单体电池最大功率密度。可见，LNC一82有望侔为中低温固体氧化物燃料电池阴极材料。关键词：中低温固体氧化物燃料电池；钙钛矿结构；共沉淀：掺杂英文摘要ResearchofCathodeMaterialsLa—Ni—M—03(M=Fe，Cu)forIntermediateLowTemperatureSolidOxideFuelCellAbstractSolidoxideFuelcellisakindofelectricity-gene

4、ratingdevicewhichcarltransformthechemicalenergyoffuelintoelectricitydirectlythroughtheelectrochemicalreaction．ForthetraditionalSOFC，theoperationtemperatureisgenerallyinarelativehighertemperaturerangeof800—1000。C，whichbringupalotofproblems，suchasthematerialsselection，themanufacturecost，lifetime

5、，etc．．Therefore，themosturgentproblemconfrontedpresentlywithusWashowtolowerdowntheoperatingtemperatureofSOFC，especiallythecathodeofSOFC，andmakethecommercializationofintermediatelowtemperatureSOFCs(ILTSOFCs)cometrue．Thesolidoxidewithperovskitestructurehasbeenconsideredasthepromisingcathodemateri

6、alsforILTSOFCsapplication．InordertodevelopthenewcathodematerialswithperovskitestructuresuitableforILTSOFCs，LaNil．xFex03(x．=o．4-0．8)(LNF)andLaNi0．2Feo．8-xCux03(x=0．0—0．2)(LNFC)powdersarepreparedusingcoprecipitationmethodonthebasisofLa-Ni．03．Thestructureandmorphologyofthesynthesizedpowdersarecha

7、racterizedbythetestofelectricalconductivityandX—raydiffraction(XRD)．FuelcellsarefabricatedtoevaluatetheelectrochemicalpropertiesoftheLNFandLNFCmaterialsascathodesatdifferentoperatingtemperatures．ThepeakpowerdensityofthefuelcellwithLaNi0