BaCe_(0.8)M_(0.2)O_(29)(M=Y、Gd、Sm)电解质在中、低温天然气燃料电池中的性能研究

摘要

采用干压法制备阳极支撑固体氧化物燃料电池。阳极的组成为50wt%NiO+50wt%SDC(Ce0.8SM0.2O2-δ);电解质为BaCeO3及搀杂的BaCe0.8M0.2O29(M=Y、Gd、Sm);阴极采用85wt%LSCF(La0.9Sr0.1Co0.2Fe0.8O3-δ)+15wt%GDC(Ce0.8Gd0.2O2-δ)复合阴极(wt代表质量百分数)。在400℃-600℃的范围内,以天然气为燃料气,氧气为氧化气,50℃为间隔,测试并比较了各电池的性能,并用X射线衍射(XRD)分析所制样品粉体在1350℃烧结10小时后的晶体结构。实验表明:搀杂的BaCe0.8M0.2O29(M=Y、Gd、Sm)具有与BaCeO3相同的正交钙钛矿型结构。测试条件下以BaCe0.8Gd0.2O2.9为电解质的燃料电池具有更优的电化学性能,在600℃电池的最大电流密度为238.93mA/cm2,最大功率密度为49.41mW/cm2。