固體氧化物燃料電池陽(yáng)極LST-x％Bi2O3的制備及性能研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cells，SOFCs)是一種高溫運(yùn)作的全固態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、燃料適應(yīng)性強(qiáng)和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，因此在能源日益緊張的今天受到了格外的重視。但迄今為止，SOFC仍然有許多基礎(chǔ)問(wèn)題尚未妥善解決。作為固體氧化物燃料電池關(guān)鍵材料之一，陽(yáng)極材料的性能對(duì)整個(gè)SOFC的性能有著十分重要的影響。在SOFC所有的陽(yáng)極材料體系中，LaxSr1-xTiO3(LST)具有良好的離子-電子混合電

2、導(dǎo)率(MIEC)、抗焦化、抗硫中毒等優(yōu)點(diǎn)。然而，與傳統(tǒng)的Ni-YSZ陽(yáng)極材料相比，LS。催化性能較差。另外，它的顆粒粗大，相對(duì)地減小了三相界面處燃料氣與陽(yáng)極顆粒的接觸面積，這也許是其催化性能不好的因素之一?？紤]到Bi2O3是一種良好的催化劑，且因在800℃左右時(shí)具有較高離子電導(dǎo)率曾被用做SOFC的電解質(zhì)材料，我們預(yù)期在LST中引入一定質(zhì)量的Bi2O3有可能提高其電化學(xué)性能。
　　 我們使用固相反應(yīng)法制備并優(yōu)化出固體氧化物燃料電池

3、陽(yáng)極材料-復(fù)合陶瓷體系LST-x％Bi2O3(x=0，20，25，30，35)，以期提高LST系列陽(yáng)極材料的電化學(xué)性能。
　　 導(dǎo)電性能實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，樣品LST與LST-x％Bi2O3的電導(dǎo)率是溫度的函數(shù)，其電導(dǎo)率值明顯隨溫度的升高而增大。此外，隨著摻入Bi2O3質(zhì)量百分比的提高，其電導(dǎo)率值也相應(yīng)大幅度增加，在800℃時(shí)，電導(dǎo)率的值均在0.5S/cm-1以上。
　　 具有對(duì)稱陽(yáng)極(LST，LST-20％Bi2O3，LST

4、-30％Bi2O3)電解質(zhì)支撐的單氣室電池在800℃、97％H2+3％H2O的氣氛中測(cè)出的阻抗譜印證了陽(yáng)極材料LST-x％Bi2O3在800℃、97％H2+3％H2O的氣氛中測(cè)量的電導(dǎo)率結(jié)果。隨著Bi2O3摻入量的增加，電池的極化電阻逐漸降低，LST，LST-20％Bi2O3和LST-30％Bi2O3的極化電阻值(Rp)分別為19.6Ωcm2，6.7Ωcm2和4.8Ωcm2。說(shuō)明隨著Bi2O3摻入量的增加，LST的催化性能得到了較大的提