中温固体氧化物燃料电池高氧电催化活性BaCe0.5Fe0.4Co0.1O3-δ阴极材料的研制

摘要

以Ba(NO3)2,Ce(NO3)3·6H2O,Fe(NO3)3·9H2O,Co(NO3)2·6H2O等为原料,通过EDTA-柠檬酸法合成出BaCe0.5 Fe0.4 Co0.1 O3-δ(BCFC)阴极粉体,并制得烧结体,对BCFC粉体和烧结体的相组成,微观组织和氧还原过程等进行测试分析;以BCFC作阴极,Sm0.2 Ce0.8 O2-δ(SDC)为电解质,NiO-SDC为阳极,组装对称电池和单电池,并进行电化学性能测试分析。实验结果表明:所合成的BCFC粉体原位产生BaCe0.15Fe0.75Co0.1O3-δ和BaCe0.85Fe0.05Co0.1O3-δ两相;BCFC在700℃时的表面氧交换系数(Kchem)为3.8×10^-4 cm·s^-1。对称电池在600℃的比表面电阻(ASR)为0.819Ω·cm^2,400 h长期性测试和10次热震循环试验后,ASR保持在1.6Ω·cm^2左右;单电池在700和650℃时的最大功率密度分别为290和204 mW·cm^-2,对应的开路电压分别为0.80和0.82 V。初步研究结果表明BCFC应用于中温固体氧化物燃料电池具有良好的电化学性能和稳定性。