La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.22O3粉末的合成与性能表征.pdfVIP

维普资讯 La0_6Sr0_4Co0_8Fe0_2O3粉末的合成与性能表征 徐 迪 ，郑 峰 ，陈 宇 中南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410083 摘 要：La】SCo】ep3钙钛矿型氧化物具有 良好的电子和离子混 颈 。SOFC的发展趋势是降低其运行温度 。降低 合导 电性能．可作为中温固体氧化物燃料 电~ ITSOFC 的阴极材料 。 SOFC运行温度 的办法主要有 ： 1 减少固体 电解质 本文 中采用EDTA一柠檬酸法合成 6Sro．4COoyeo2O3 LSCF 粉末，借 薄膜 的厚度 ； 2 寻找具有高电导率的新型电解质材 助差热一热重 DTA／TG 、X射线衍射 XRD 、扫描 电镜 SEM 等分析 手段 。对阴极材料的合成、掺杂机理、与 电解质 YSZ 问的高温化学 料 ； 3 寻找与电解质材料相容的高性能阴极材料 u【。 相容性进行 了研 究和讨论 。结果表 明：干凝胶的最佳煅烧温度为 SOFC阴极材料必须具备 以下特点[21：f1 足够 800oC。所合成的粉末具有单一的钙钛矿结构 ，平均粒径约为 40 _的还原能力； 2 同时要有一定的电子电导率和足 iLrn：掺杂后的LSCF仍保持菱方结构；当SOFC的运行温度低于800oC 够大的透气率 ； 3 具有多孔结构，催化活性好 ； 4 时．LSCF与 YSZ具有 良好 的化学相容性 在工作条件下有 良好的化学稳定性 以及与固体 电 关键词 ：燃料 电池 ：阴极材料 ；掺杂 ；化学相容 解质的化学相容性。传统的高温 SOFC阴极材料 中图分类号：TM9ll 文献标识码 ：A 文章编号：1008—5548 2006 04—0004—40 LalS MnO LSM 在 1000℃的工作温度下，阴极 极化小于 11]／cm 。但当温度降至 500℃时，极化 电 SynthesisandCharacterizationof 阻迅速增加，达到 20001]／cm，电导率大大降低3[1。 LaoSroCooFeol203Powder 不适合作为中低温固体氧化物燃料电池 ITSOFC ． 6 ．4 ． 8 的阴极材料 。研制高性能混合离子 电子导体的新型 UDi．ZHENGFeng,CHEN y 阴极材料是发展ITSOFC的重要前提 。近几年来 。人 SchoolofMaterialScienceandEngineering，CentralSouthUniversity， 们把 目光转 向了同样具有钙钛矿结构 的La。S Chnagsha410083，China Co1．~FeyO3体系，日本的Y．Teraoka教授4[1等对不同 Abstract：La】S o】．rFeyO3perovskite—typecomposite oxidesarewon— 成分 的LalSr．Co1．yFeyO3性能进行 了研究，表明该类 deruflelecrtonic—ionicconductor，whichmakesthem bepotentialcath— 材料不仅在一定温度下具有优 良的氧渗透性 。而且 odematerialsforITSOFC．La0 ． 6Sr04Cooyeo2O3 LSCF powderwassyn— thesized by EDTA—civic acid method． The synthesis ofthe per— 具有离子和电子混合导电性能。 目前国内关于该类 ovskite-typecathode materialsnad theirmechanismsofdoping were 材料的报道 比较少 。因此有必要对其进行系统研 discussedbesideschemicalcompatibiliyt withYSZelecrtolyteathigh 究。阴极材料粉末大多采用固相法合成[5-8]，本文 中 temperaturesinoxidationatmosphere， bymeansofDTA／TG， X—ray 采用溶胶一凝胶法合成 La0．6Sr0-4Co瞄FeO3 LSCF 粉 diffraction XRD nadscanningelecrtonmicroscopy SEM ．There— 末，借助多种检测方法对材料的合成过程进行表 sultswereasfollows：finepowderofLSCFwithanaverageparticlesize of--4Onm wasprepraedbyEDTA—citricacidmethod．Theoptimum cal— 征 ，并研究其与氧化钇稳定 的氧化锆 YSZ 电解质 ciningtemperautrewas80