原位析出纳米合金的PrBaFe_(2)O_(6-δ)基阳极构筑及其在固体碳燃料电池中的应用研究

摘要

开发高性能阳极材料对于固体碳为燃料的固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells,SOFCs)的发展意义重大。本文研究了原位析出Fe以及FeNi合金的PrBaFe_(2)O_(6-δ)(PBF)基层状双钙钛矿材料在SOFCs中的应用。通过溶胶-凝胶法制备了Ni掺杂的(PrBa)_(0.95)Fe_(1.7)Ti_(0.2)Ni_(0.1)O_(6-δ)(PBFTN)阳极材料。XRD表明合成的材料呈现钙钛矿结构且在阳极还原性气氛下保持稳定。XRD、SEM、TEM、XPS结果表明在还原性气氛下材料表面析出大量均匀分布的纳米金属颗粒。当采用纯的纳米活性炭为燃料时,电解质支撑型的以PBFTN为阳极的单电池在800℃下实现了698 mW·cm^(-2)的最大功率密度,性能十分优异,表明其是一种具有潜力的SOFCs阳极材料。