sofc连接材料nd1-xcaxcro3-δ的制备及性能研究

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1、SOFC连接材料Nd1一,,CaxCrO3的制备及性能研究李曼西，储向峰t，朱伟长z，董永平·，陈同云·(1．安徽工业大学化学与化工学院，安徽马鞍山243002；2．安徽工业大学材料科学学院，安徽马鞍山243002)摘要：为了探索适用于中温固体氧化物燃料电池的连接材料，采用柠檬酸法制备了Nd一xCa~3rO。(0，0．1，0．2，O．3，O．4)粉体，研究了Ca的掺杂对材料烧结性能、电性能和热膨胀性能等的影响。实验表明，当测试温度为800℃时。NdCao4CrO3材料在空气和氢气气氛中电导率分别为56．4和1．6S／cm。在3

2、0～800oc随着Ca2+掺杂量从O．1增加到0．4，平均热膨胀系数(TECs)值从6．5×1OK增大到7．8X104K～，与其它常用SOFC材料热匹配性良好。关键词：Nd1_xCaCrO3；连接材料；IT—SOFC中图分类号：TM911．4文献标识码：A文章编号：1002—087X(2014)02—0265—04PreparationandperformanceofNd卜xCaxCrO3—6asinterconnectmaterialforIT．S0FCLIMan-xi，CHUXiang—feng，ZHUWei—chang2

3、，DONGYong-ping，CHENTong一3run(1．SchoolofChemistryandChemicalEngineering,AnhuiUniversityofTechnology,MaanshanAnhui243002，China；2．SchoolofMaterialandScienceEngineering,AnhuiUniversityofTechnology,MaanshanAnhui243002，China)Abstract：Theinterconnectingmaterialsforintermed

4、iate—temperaturesolidoxidefuelcellsweredeveloped．TheceramicpowderswithanominaIcompositionOfNd1CaCrO3(x=O，0．1，0．2，0．3，0．4)werepreparedviacitricacidmethod．TheelectricalconductivityoftheNd06Cao4CrO3_~was56．4S／cmat800℃inairand1．6S／cmat800oCinH2，respectively．Theresultsho

5、wsthattheaveragethermalexpansioncoeficients(TECs)oftheNd1一arO3(0，O．1，0．2，O．3，0．4)specimensinthetemperaturerangeof30—800oCwilfincreasefrom6．5×100K’to7．8×10。K’whenXincreasefrOmO．1tO0．4．whichwellmatcheswiththeothercomponentsofSOFC．Keywords：Nd1一；CarO3；interconnectmateri

6、al；lT—SOFC固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能量转换效率高、燃体，在l200℃5h致密度可达95．2％，800℃时空气气氛下电料多样、对环境友好的能源装置，由阴极、电解质、阳极和连接导率值为47．5S／cm。Gil．YongLee等[5j采用sr取代LaCrO3中材料等部分组成_lJ。连接材料是燃料电池的重要组成部分，不的La位元素，cr位则由Cu、Co、Ni、Ti等过渡金属元素部分仅需要把一个单电池阳极和下一个单电池阴极连接形成电池取代，也有效提高了材料的导电性能，改善了其致密度。基于堆，还需要将阴极的空气氧化剂

7、与阳极的燃料气(还原气氛)隔以上研究，为了提高材料的电导率、致密度，改善与其他部件开；因此，连接材料层必须具有致密、电导率高、热膨胀系数与的匹配性，本文尝试用溶胶凝胶法制备新材料Nd一aro电池的其它部件接近等性能l2l。(x=O，0．1，0．2，0．3，0．4)粉体，研究Ca2+的掺杂量的变化对材料钙钛矿结构的LaCrO连接材料因其在高温下氧化及还烧结性能、电导率以及热膨胀等性能影响。原气氛中都具有较高的电子导电率和化学稳定性，并且其热1实验膨胀系数与电解质材料相近等优点被广泛研究，但LaCrO电1．1样品制备导率中温下较低

8、，此外其致密化烧结的温度很高，不仅能耗将Nd(NO3)‘6H2O，Ca(NO3)·4H2O，CrO)3·9H20按：，而且容易导致氧化铬的挥发，造成与之共烧的阴极或阳极适当比例溶入蒸馏水中，加入柠檬酸作为络合剂，并使柠檬酸污染，使电池性能下降。为了改善LaCrO的致密度和提高