GDC浸渍LSCF纤维作为固体燃料电池阴极的制备与表征

摘要

采用静电纺丝法制备出均一稳定的LSCF纤维,经过800℃煅烧后形成了纯钙钛矿晶相,并将其构建SOFC阴极。为了减少阴极的极化阻抗,采用Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC)浸渍纤维状La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极制备了LSCF-GDC复相阴极。通过SEM和EDS能谱表征,LSCF-GDC复相阴极是由纤维网络状LSCF和纳米GDC晶粒构建而成的。采用对称阴极电池(LSCF+GDC║GDC║LSCF+GDC)测试表明,这种结构的复相阴极具有较低的阻抗和较高的电化学性能。实验表明GDC的浸渍量与复相阴极的电化学性能密切相关,在空气气氛和750℃工作温度下,当GDC与LSCF质量比分别为0∶1、0.17∶1、0.38∶1、0.54∶1时,复相阴极的阻抗分别为0.68Ω·cm2、0.21Ω·cm2、0.09Ω·cm2、0.27Ω·cm2;GDC与LSCF的质量百分比为0.38∶1时,该复相阴极的阻抗最低,在工作温度分别为650℃、700℃和750℃下,其阻抗值分别为0.52Ω·cm2、0.21Ω·cm2和0.09Ω·cm2。