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新型复合阴极 Sr0.95Ti0.05Co0.95O3-δ-Sm0.2Ce0.8O1.9在中低温固体氧化物燃料电池中的性能
  • ISSN号:0454-5648
  • 期刊名称:《硅酸盐学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001, [2]淮南低温共烧材料省级重点实验室,淮南师范学院化学与化工系,安徽淮南232001
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51102107,51202080);安徽科技项目(1206c0805038)资助.
中文摘要:

采用柠檬酸自蔓延燃烧法合成了 Sr0.95Ti0.05Co0.95O3?δ(STC)阴极粉体和 Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)电解质粉体,将 STC 与SDC 粉体按质量比7:3混合得到复合阴极。通过 X 射线衍射(XRD)、直流四端子法和热膨胀仪表征了样品的化学相容性、电导率和热膨胀系数。XRD 表明,STC 在900℃能够得到立方纯钙钛矿结构,复合阴极 STC?SDC 在工作温度区间内具有很好的化学相容性;在650℃空气气氛下 STC?SDC 与 SDC 之间的界面极化阻抗仅为0.05Ω·cm2。制备了阳极支持型(NiO-SDC│SDC│STC?SDC)单电池,在450~650℃范围内以湿润的 H2(3%水蒸汽)为燃料气,空气为氧化剂测试了单电池的性能。结果表明:阳极支撑的单电池共烧1350℃可以得到致密的电解质层和多孔的电极,而且650℃时单电池开路电压0.82 V,最大输出功率为721 mW/cm2。结果预示,在以 SDC 为电解质的中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)中,STC-SDC 是一个很有前途的复合阴极材料。

英文摘要:

A cathode powder of Sr0.95Ti0.05Co0.95O3-δ(STC) and an electrolyte powder of Sm0.2Ce0.8O1.9 (SDC) were synthesized by a citric acid-nitrates self-propagating combustion method. The composite-cathode was obtained by mixing the STC and SDC powders in a mass ratio of 7:3. The chemical compatibility, electrical conductivity and thermal expansion coefficient of the composite cathode were characterized by X-ray diffraction(XRD), direct current four-terminal method and thermal dilatometer, respectively. The XRD results show that a pure cubic STC perovskite phase can be obtained at 900 and℃ no second phase is formed in the composite cathode at the operating temperature. The polarization resistance of the electrode is only 0.05 Ω·cm2 at 650 ℃. The anode-supported solid oxide fuel cells of NiO-SDC│SDC│STC-SDC were fabricated. The electrochemical performances were examined at 450-650 ℃ with humidified hydrogen (about 3% H2O) as a fuel and air as an oxidant. It is demonstrated that the anode-supported half cells can be sintered at 1 350 with a dense electrolyte layer and porous℃ electrodes, and the single cell with an open circuit voltage of 0.82 V and the maximum power density of 721 mW/cm2 at 650 ℃ can be obtained. These results indicate that STC-SDC is a promising composite cathode candidate for IT-SOFC with SDC electrolyte.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编:南策文
  • 地址:北京海淀区三里河路11号
  • 邮编:100831
  • 邮箱:jccsoc@sina.com
  • 电话:010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-5648
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27713