中温固体氧化物燃料电池Pr1.2Sr0.8NiO4阴极材料的制备、结构和性能

杨俊芳 程继贵 樊玉萌 王睿 高建峰

引用本文: 杨俊芳, 程继贵, 樊玉萌, 王睿, 高建峰. 中温固体氧化物燃料电池Pr1.2Sr0.8NiO4阴极材料的制备、结构和性能[J]. 物理化学学报, 2012, 28(01): 95-99. doi: 10.3866/PKU.WHXB201111161 shu
Citation:  YANG Jun-Fang, CHENG Ji-Gui, FAN Yu-Meng, WANG Rui, GAO Jian-Feng. Preparation, Structure and Properties of Pr1.2Sr0.8NiO4 Cathode Materials for Intermediate-Temperature Solid Oxide Fuel Cells[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(01): 95-99. doi: 10.3866/PKU.WHXB201111161 shu

中温固体氧化物燃料电池Pr1.2Sr0.8NiO4阴极材料的制备、结构和性能

  • 基金项目:

    安徽省自然科学基金(070414186) (070414186)

    安徽省科学攻关项目(2008AKKG0332) (2008AKKG0332)

    材料科学与工程日本玻璃片基金(070304B2) (070304B2)

    低维材料及其应用技术教育部重点实验室开放基金(DWKF0802)资助 (DWKF0802)

摘要: 以相应的氧化物粉末和盐为原料, 通过甘氨酸-硝酸盐法合成出了中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)Pr1.2Sr0.8NiO4 (PSNO)阴极原料粉体, 并制备出了烧结体试样. 采用X射线衍射(XRD)分析对所合成粉体的相组成进行了分析, 分别采用热膨胀仪和四端子法对PSNO烧结体试样的热膨胀系数和电导率进行了测定, 同时对该阴极材料与Sm0.2Ce0.8O1.9 (SCO)电解质材料的电化学阻抗谱(EIS)进行了测试分析. 以SCO作电解质, 分别以NiO/SCO和PSNO作阳极和阴极材料, 制备出固体氧化物燃料单电池, 并对其性能进行测试. 实验结果表明, 通过甘氨酸-硝酸盐法, 在1050 °C 以上煅烧前驱体, 可以获得具有K2NiF4结构的PSNO粉体. 所制备的PSNO烧结体试样在200-800 °C 间的热膨胀系数约为12×10-6 K-1, 在450 °C下的电导率约为155 S·cm-1, 在400-800 °C, 平均电导活化能为0.034 eV. 电化学阻抗谱分析结果表明, 在700 °C下PSNO阴极和SCO电解质间的比表面阻抗(ASR)为0.37 Ω·cm2, 而Ni-SCO/SCO/PSNO 单电池的比表面阻抗为0.61 Ω·cm2; 所制备的SOFC单电池在800 °C下的输出功率为288 mW·cm-2, 开路电压为0.75 V. 本研究的初步结果表明PSNO材料是一种综合性能较为优良的新型中温固体氧化物燃料电池阴极材料.

English

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  • 发布日期:  2011-12-29
  • 收稿日期:  2011-07-29
  • 网络出版日期:  2011-11-16
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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