烧结温度对固体氧化物燃料电池阴极层的结构和性能的影响

摘要

中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)是最有潜力的高效清洁化学能-电能转换装置。IT-SOFC的过电位主要(65%)由阴极层贡献，因此降低阴极的极化阻抗是提高单电池性能的关键。IT-SOFC的阴极层一般为混合离子导体形成的多孔膜，其多孔结构(包括粒度、孔隙率等)对阴极的性能具有决定性作用，而该结构对阴极粉体的平均粒径和阴极与电解质的烧结温度非常敏感,可通过控制上述因素对阴极层结构进行剪裁和调节。本文通过TG和XRD研究了焙烧温度对阴极粉体PSCFScx的晶体结构和粒度的影响，并选定900℃为最佳焙烧温度，然后改变阴极在GDC电解质基片上的烧结温度并通过阻抗谱和SEM测定表征烧结温度对阴极性能和结构的影响，确定最佳烧结温度为1050℃。其它因素对阴极层结构和性能的影响正在进一步研究中。