中温固体氧化物燃料电池阴极材料SrCo1-xGaxO3-δ的制备及性能研究.pdf

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1、第28卷第7期无机材料学报Vl01．28NO．72013年7月JournalofInorganicMaterialsJu1．，2013文章编号：1000．324X(2013)07—0713—07DoI：1O．3724／SP．J．1077．2013．12546c士】皿日固体氧化物燃料电池阴极材料SrCo1Go3．的制备及性能研究熊明文，尹屹梅，原鲜霞，马紫峰(上海交通大学化学化工学院，上海200240)摘要：采用EDTA一柠檬酸联合络合法制备了SrCo1GaxO3．=0、0．1、0．2、0_3、0．4)系列阴极材料。通过x射线衍射、热膨胀测试、x射线光电子能谱和电化学阻抗谱等方法对试样进行分析，

2、研究了Ga掺杂量对材料性能的影响。结果表明试样均为钙铁矿结构，随着Ga含量的增加，阴极粉体材料热膨胀系数、电导率和阴极材料表面的吸附氧逐渐减小。其中，SrCo08Ga02O3．的面电阻最小，600~C时为O．73cm，以其为阴极的单电池在650~C的工．．作温度下的最大输出功率达0．484W／cm。关键词：中温固体氧化物燃料电池；阴极材料；SrCo1GaxO3．；微观结构；电化学性能中图分类号：TM911文献标识码：APreparationandPerformanceofSrCol吖GaxO3．CathodeMaterialsforInterme·diateTemperatureSolidOx

3、ideFuelCellsXIONGMing—Wen，YINYi—Mei，YUANXian—Xia，MAZi-Feng(SchoolofChemistryandChemicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：CathodematerialsofSrCo1GaxO3．=0，0．1，0．2，0．3，0．4)forintermediatetemperaturesolidoxidefuelcells(IT-SOFC)weresynthesizedbyanEthyleneDiamineTetraace

4、fieAcid(EDTA)-citratecomplexingmethod．TheobtainedsampleswerecharacterizedbyX—raydifraction，thermalexpansionmeasurement，X-rayphotoelec-tronspectroscopyandelectrochemicalimpedancespectroscopy，andtheeffectsofGa—dopingonperformanceandpropertiesofmaterialswereevaluated．Theresultsshowthatallthesampleshave

5、brownmilleritestructure．Thethermalexpansioncoeficient(TEC)，electricalconductivityandtheamountofadsorbedoxygenonthesurfaceofthecathodematerialsgraduallydecreasewithGacontentincreasing．Amongtheas—abtalnedsamples，SrCo0．sGao203．showsthelowestareaspecificresistance(ASR)of0．73Q·cmat600~C，thesingle—cellwit

6、hitascathodedemonstratesamaximumpowerdensityof0．484W／cmat650~C．Keywords：intermediatetemperaturesolidoxidefuelcells(IT-SOFC)；cathodematerials；SrCo1GaxO3．；micro—structure；electrochemicalproperties固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种发展前途应性强以及环境友好等突出优点。降低运行温度到广阔的能量转换装置，具有能量转换率高、燃料适中温范围(500～700"C)有利于降低生产制造与运行收稿日期：2012—09．

7、12；收到修改稿日期：2012．10—19基金项目：国家自然科学基金(21173147、21176155)；上海市重点基础研究项目(10JC1406900)NationalNaturalFoundationofChina(21173147，21176155)；ScienceandTechnologyCommissionofShanghaiMu·nicipality(10JC1406900)作者简介