【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240397
通过Sr、Ni共掺杂PrBaFe2O5+δ(PBF)制备了中温固体氧化物燃料电池PrBa0.5Sr0.5Fe1.6Ni0.4O5+δ(PBSFN)阴极,并对其性能进行测试。X射线衍射(XRD)图表明,高温煅烧的PBSFN阴极形成了立方钙钛矿结构。在950℃下,混合共烧的PBSFN阴极与La0.9Sr0.1Ga0.83Mg0.17O3-δ(LSGM)电解质表现出良好的化学兼容性。350℃时,在空气气氛下,PBSFN电极材料的电导率最大,其值为681 S·cm-1。800℃时,在空气气氛下,PBSFN阴极在LSGM电解质上的极化阻抗为0.033 Ω·cm2。Sr、Ni掺杂PBSFN阴极的高频阻抗(R1)仅为低频阻抗(R2)的6.4%,表明Sr、Ni掺杂PBSFN提高了阴极的电荷转移效率。此外,该阻抗特性与密度泛函理论计算的PBSFN氧空位形成能结论一致。800℃时,以H2为燃料测试的单电池的最大功率密度为647 mW·cm-2。特别地,采用PBSFN为阴极的单电池在100 h内保持了良好的功率稳定性。