固体氧化物燃料电池La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.9)Ni_(0.1)O_(3-δ)对称电极的电化学性能

摘要

采用溶胶凝胶法合成了Sr、Ni共掺杂的La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.9)Ni_(0.1)O_(3-δ)(LSFNi)电极材料,研究了CO在LSFNi电极上的电化学氧化过程。研究结果表明:LSFNi与La_(0.8)Sr_(0.2)Fe_(0.8)Ni_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)电解质和Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-δ)(GDC)之间具有良好的化学兼容性,同时LSFNi材料在5%H_(2)-Ar下的电导率随着温度的升高而增加,850℃时电导率达到0.85 S/cm。当以CO为燃料时,LSFNi-GDC/LSGM/LSFNi-GDC对称全电池在850、800、750和700℃下的最大功率密度分别达到470、288、196和130 mW/cm^(2)。对称全电池在CO下的极化电阻分别为0.64、1.01、1.83和3.82Ω·cm^(2)。与H_(2)燃料相比,CO电化学氧化的电荷转移过程和吸脱附过程较为困难,导致以CO为燃料的电池性能略低于以H_(2)为燃料时的性能。此外,对称电池在850℃和600 mA/cm^(2)的放电电流下电池的电压从0.719 V衰减到0.657 V,电池的衰减速率约为0.003 V/h。