La2-xBixCuO4阴极材料的合成与电化学性质

摘要

采用甘氨酸-硝酸盐法合成了固体氧化物燃料电池阴极材料La2-xBixCuO4(x=0、0.05、0.10),并利用X射线衍射(XRD)对材料的物相进行分析.结果表明,La2-xBixCuO4形成单一的类钙钛矿结构氧化物,且晶胞体积随着铋掺杂量的增加而增大.在950°C烧结24 h过程中,La2-xBixCuO4不与电解质Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)发生反应,表明这种电解质材料具有良好的高温化学相容性.电导率测试结果表明Bi的掺入显著提高了材料电导率.程序升温脱附测试结果表明,铋的掺杂显著增强了材料的表面氧吸附能力.不同氧分压下的交流阻抗谱测试结果表明,La1.9Bi0.1CuO4阴极在700°C空气中的极化电阻为0.26Ω·cm2,以电解质SDC支撑的单电池NiO-SDC/SDC/La1.90Bi0.10O4在700°C的最大输出功率密度为308 mW·cm-2,电极反应的速控步骤为氧分子的扩散与表面吸附过程.