sofc阴极材料的制备和性能研究

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1、摘要作为一种新型的发电方式，固体氧化物燃料电池(SOFC)在解决能源危机和环境污染方面表现出了巨大的潜力，特别是在最近几十年得到了很大的发展。作为一类阴极材料，钙钛矿型氧化物得到了广泛的关注，但是工艺化的因素仍然没有统一的界定，而且新型材料的研究仍然需要进一步的发展。本实验分别采用固相反应法和溶胶燃烧法制备了La07Sro3Mn03和Srl-xCexC003-6两种化学计量和非化学计量的阴极材料，并研究了粉体制备、烧结性以及电导性能、极化性能等各个影响因素。对Lao，Sro3Mn03而言，固相法制备的粉体，在1000。C时形成了单相钙

2、钛矿结构，而燃烧法合成粉体，钙钛矿相在粉体自燃后出现，温度降低了近700℃。燃烧法制各粉体需要控制溶胶体系的pH值≤3．0以保证络合完全。燃烧完全程度随pH的升高而改善。粉体粒度随柠檬酸用量的增加而降低，烧结致密度随其增加而增加。晶相形成程度受柠檬酸用量的影响不大。在电导性能和极化方面，燃烧法合成的粉体的试样要稍逊于固相法制备的试样。在Sr】。Ce。C003-6体系，固相法合成钙钛矿单相的温度应在1100。C，Ce02的固溶量低于15％。而采用溶胶凝胶燃烧工艺，体系pU值应小于3．5，pH对燃烧完全程度没有明显的影响。钙钛矿相不能在燃

3、烧后形成，直到1000℃断烧之后才具有。通过TEM照片比较发现粒度仍然较小。晶化程度随着柠檬酸用量的增加而加强。试样致密度随烧结温度的增加而上升，电导率受微观结构的影响很大，在中温范围内，以1300℃烧结的试样最高。燃烧法制各试样的试样致密度要高于固相法制各试样，电导率也高于固相法制备的粉体的烧结试样。比较两种材料，Sro。s5CeoIsC003—8电导率的最高值大于500S／era，远大于Lao7Sro3Mn03材料，在导电性方面表现出一定的优势。不同的是电导率随温度的变化。Lao．78ro,3Mn03在中低温范围内电导率随着温度升

4、高而升高，但是Sro85Ceol5C003_8却表现出了一种先升后降的趋势。但是在电极化测试方面，这一材料并没有表现出优越性，可能受薄膜的微观结构和一些界面产物所影响。关键词：Lao7Sro．3Mn03，Srl。CexC003_6，燃烧法，固相反应法，电导率，电化学极化AbstractSolid．OxideFuelCell(SOFC)，asanewwayofpowergeneration，exhibitsagreatpotentialinsolutionofenergycrisisandenvironmentalpollution，a

5、ndgetsawideattentioninrecentyears．AsallcandidateofSOFC’scathode，perovskiteoxideshavebeenfocusedonwidely，butthereisnotheagreementintechnicalfactorsmadfurtherresearchaboutnewmaterialsisnecessary．La07Sr03Mn03andSrI．xCexCoOs一6materialsweresynthesizedbysolidreactionmadsol—ge

6、lcombustionmethodrespectivelyinthispaper．Manyfactorsaffectingthepropertiesofpowder,sinteringdensitymadelectricalperformancewereinvestigated。ForLao7Sro．3Mn03，thesingleperovskitephaseofpowdersynthesizedbysolidreactionmethodwasdetectedtoexistaftercalciningat1000℃．however,t

7、heperovskitephaseappearedaftercombustionforthepowdersynthesizedbysol·gelcombustionmethod，Bycontrast．a700℃decreasedinformationtemperatureoftheperovskitephasebetweenthebothmethodsoccurred．Forcombustiontechnology,thepHofsolshouldbeadjustedbelow3．0toensurethegoodcomplexlug。

8、Theparticlesizedecreasedandsimeringdensityincreasedwithincreasingthecontentofcitricacid，andtheformationofpervo