NiMn2O4尖晶石氧化物阴极的制备及电化学性能研究

摘要

高性能阴极材料的开发对推动中温固体氧化物燃料电池(intermediate temperature solid oxide fuel cells,IT-SOFCs)的发展具有重要意义.本文采用溶胶-凝胶法制备了尖晶石型NiMn2O4(NMO)电子-离子混合导体材料,并作为IT-SOFCs阴极进行了系统的研究,通过X射线衍射表征确定NMO材料呈稳定的立方相结构,并采用电导弛豫方法对其氧离子传导能力进行了研究.发现NMO具有优秀的氧离子传导能力,为其电化学性能提供了保障.对称电池的电化学阻抗谱测试结果表明,800℃时NMO阴极材料的界面电阻值为0.27Ω·cm-2,同时作为阳极支撑型SOFC的阴极材料进行放电时的最大功率密度可以达到864.9 mW·cm-2.上述结果表明,NiMn2O4是一种极具潜力的IT-SOFCs阴极材料.