Sr_(0.95)Sc_(0.175)Nb_(0.025)Co_(0.8)O_(3-δ)负载Ag^(0)复合阴极的原位脱溶制备及性能

摘要

本文首先采用溶胶-凝胶法合成出Ag0.05Sr_(0.95)Sc_(0.175)Nb_(0.025)Co_(0.8)O_(3-δ)(S_(0.95)SNC-Ag^(+))钙钛矿型氧化物,然后利用1%H2O-O2(体积分数)气氛对其进行原位脱溶,制备出Sr_(0.95)Sc_(0.175)Nb_(0.025)Co_(0.8)O_(3-δ)负载Ag0纳米颗粒(S_(0.95)SNC-Ag0)的复合阴极,并考察其作为质子导体固体氧化物燃料电池(H^(+)-SOFC)阴极材料时的电化学性能。通过X射线衍射(XRD)、直流四端子法、X射线光电子能谱(XPS)对原位脱溶前后材料的晶体结构转变、电导率变化、元素价态升降及其他性质的改变进行研究。进一步制备S_(0.95)SNC-Ag0/BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3-δ)(BZCY)/S_(0.95)SNC-Ag0对称电池,研究了S_(0.95)SNC-Ag0作为H^(+)-SOFC阴极的电化学性能,同时组装S_(0.95)SNC-Ag0/BZCY/NiO+BZCY单电池,测试单电池的性能输出。研究结果表明,原位脱溶产生的Ag0促进了阴极的氧吸附解离步骤;经原位脱溶处理后单电池在600℃下的最大功率密度由332提升至351 mW·cm^(-2)。