本研究首先考察了A位和B位元素掺杂对Ln1-xSrxCuO2.5-δ的结构、稳定性、热膨胀、电导率和电化学性能的影响。得到了A、B位元素对材料的结构、电导率、热膨胀和电化学性能的影响规律。结果表明,Ln1-xSrxCuO2.5-δ电化学性能和热膨胀性能随不同掺杂有所改善,但其稳定性没有明显改观,通常合成的粉体有明显的杂相产生。研究了Sm0.5-xGdxSr0.5CoO3-δ阴极材料,在x=0.3时样品电导率最大,而x=0.1时阴极极化电阻最小。Sm0.5-xGdxSr0.5CoO3-δ/SDC复合阴极的极化电阻和过电位测试结果表明,组成为Sm0.4Gd0.1Sr0.5CoO3-δ+10%SDC的复合阴极材料在800℃时极化电阻最小,数值为0.0555Ωcm2。研究了Sm0.5-xBaxSr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ阴极体系,Ba在A位的掺杂,极大改善了阴极的电化学性能,Ba掺杂为0.2时,阴极极化电阻在750℃时为0.032Ωcm2,单电池在650℃的最大功率密度为1200mW/cm2.但材料的热膨胀系数增加,采用复合梯度阴极技术,使其热匹配得到改善的同时,优化了阴极的性能。
英文主题词SOFCs; cathode materials; provskite oxide; composite cathode; electrocemical performance.