Pr2 FeO4和PrSrFeO4阴极材料的制备与电化学性能评价

摘要

本文以柠檬酸-硝酸盐法分别制备Pr2 FeO4和PrSrFeO4中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阴极材料.分别采用TG-DSC、XRD、FT-IR、SEM和热膨胀仪对样品进行表征,采用电化学阻抗谱(EIS)和直流稳态极化法测试样品的电化学性能.测试结果表明Pr2 FeO4的成相焙烧起始温度为800℃左右,样品经过900℃焙烧5 h后已基本形成K2NiF4型结构的类钙钛矿晶相,但含有少量杂相;PrSrFeO4与Sm0.2Gd0.8O1.9(SDC)混合粉体在1050℃焙烧24 h未见不良的化学反应,两者高温化学相容性良好;PrSrFeO4的平均热膨胀系数与电解质SDC接近,两者经900℃共烧结后材料界面接触紧密,热匹配性良好.电化学性能测试结果表明,700℃时Pr2 FeO4、PrSrFeO4极化电阻分别为1.12Ω·cm2、0.63Ω·cm2,这说明Sr重掺杂改性后阴极材料的电化学性能得到显著改善.