性 狀：    灰綠色
鈣鈦礦結(jié)構(gòu)    

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：    用途：催化劑、固態(tài)氧化物燃料電池、超級(jí)電容、電磁器件    

上海紫一試劑廠專注電池類新材料的開發(fā)

SOFC鑭摻雜鈦酸鍶陽(yáng)極材料制備及電極性能的研究

能源日益枯竭,環(huán)境污染日益嚴(yán)重,固體氧化物燃料電池(SOFC)—一種清潔高效的能源轉(zhuǎn)換裝置引起人們的廣泛重視。在實(shí)用性方面,SOFC也展現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用市場(chǎng),發(fā)展SOFC是大勢(shì)所趨。陽(yáng)極是SOFC的核心部件之一,基于三相界面理論,成功制備了LaxSr1-xTi O3-δ(LST)納米粉體陽(yáng)極、納米粉體基復(fù)合陽(yáng)極和納米纖維基復(fù)合陽(yáng)極,研究了材料的離子電導(dǎo)、電子電導(dǎo)和電極的微觀形貌對(duì)電極性能的影響。采用溶膠-凝膠法,研究制備固體氧化物燃料電池La0.3Sr0.7Ti O3-δ(LST37)陽(yáng)極材料。通過(guò)在LST37材料加入離子傳導(dǎo)相Gd0.2Ce0.8O1.9(GDC),制備了不同GDC復(fù)合量的LST37-GDC(LST37:GDC=1:0,0.8:0.2,0.6:0.4,0.4:0.6,0.2:0.8,0:1)復(fù)合電極,1000℃時(shí),相對(duì)應(yīng)LST37-GDC復(fù)合電極的極化阻抗Rp分別為13.34Ω,2.03Ω,0.95Ω,0.84Ω,0.49Ω和0.15Ω。GDC的加入提高了電極的離子傳導(dǎo)性,增大了三相界面的面積,進(jìn)而提高了電極的電化學(xué)性能,即離子電導(dǎo)率越高,電極性能越好?；谌苣z-凝膠法制備LST37材料的工藝條件,制備了不同La摻雜量的LaxSr1-xTi O3-δ(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,分別記作LST19,LST28,LST37,LST46,LST55)陽(yáng)極材料,1000℃時(shí),相對(duì)應(yīng)LST電極的極化阻抗Rp分別為23.14Ω,17.25Ω,13.79Ω,7.74Ω和21.53Ω。隨著La摻雜量的增加,LST的電極性

能先上升后下降,當(dāng)La的摩爾摻雜量為0.4時(shí),LST的電極性能*。結(jié)合已有研究報(bào)道的La的摻雜量對(duì)LST材料電子電導(dǎo)率的影響,并借助核磁的分析手段,對(duì)經(jīng)過(guò)高溫還原的LST材料進(jìn)行NMR測(cè)試,本文研究了La的摻雜對(duì)LST電子傳導(dǎo)性的影響規(guī)律,進(jìn)而得出材料電子電導(dǎo)對(duì)電極性能的影響規(guī)律:材料的電子電導(dǎo)率越高,材料的電極性能越好。通過(guò)NMR測(cè)試,也可初步佐證La摻雜LST結(jié)構(gòu)的電荷離域分布的電子傳導(dǎo)方式,這種傳導(dǎo)方式有助于提高材料的電子電導(dǎo),很有可能是導(dǎo)致LST46材料在還原氣氛下電化學(xué)性能*的關(guān)鍵因素。基于粉體基LST37-GDC復(fù)合電極的研究,通過(guò)靜電紡絲的方法合成絲狀LST37材料,通過(guò)浸漬GDC制備纖維基LST37-GDC(LST37:GDC=1:0,0.847:0.153,0.708:0.292,分別記作LST37-si-0,LST37-si-0.153,LST37-si-0.292)復(fù)合電極,同時(shí)用溶膠-凝膠法制備LST37粉體材料,并通過(guò)與GDC復(fù)合制備粉體基LST37-GDC(LST37:GDC=1:0,0.847:0.153,0.708:0.292,分別記作LST37-fen-0,LST37-fen-0.153,LST37-fen-0.292)復(fù)合電極。1000℃時(shí),LST37-si-0,LST37-fen-0,LST37-si-0.153,LST37-fen-0.153,LST37-si-0.292和LST37-fen-0.292的極化阻抗Rp分別為18.11Ω,13.34Ω,3.26Ω,3.89Ω,0.67Ω和2.85Ω。纖維LST37電極的性能不如粉體LST37電極的性能,但隨著GDC復(fù)合量的增加,纖維基的復(fù)合陽(yáng)極電極性能越來(lái)越好并且優(yōu)于粉體基復(fù)合陽(yáng)極的性能。電極的結(jié)構(gòu)和形貌對(duì)電極性能有很大的影響,這是電極結(jié)構(gòu)、電極的孔隙率和電極材料之間的熱膨脹差異共同作用的結(jié)果。

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