LSM粉末设计及其对SOFC阴极性能的影响

摘要

采用大气等离子喷涂在粒子完全熔化条件下制备的Sr掺杂LaMnO3(LSM)阴极由于三相反应界面和贯通孔隙数量不足,其阴极阻抗较大。针对这一问题,通过在LSM微粉中加入20%(体积分数)亚微米石墨经团聚造粒获得LSM/石墨复合粉末,采用大气等离子喷涂在不同功率下制备了LSM阴极,采用扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)及X射线衍射光谱法(XRD)表征了阴极的组织结构和相结构,研究了电弧功率对LSM阴极结构与性能的影响。大气等离子喷涂制备的阴极在经过800℃热处理去除石墨后呈现稳定的钙钛矿结构,其中均匀分布着直径1~2μm的孔隙,表观孔隙率大于10%,且随电弧功率的增加而减小。28 kW电弧功率下等离子喷涂多孔LSM阴极阻抗在850℃时为1.22Ω·cm^(2)。