关键词:
固体氧化物燃料电池
阴极材料
Sc掺杂
钙钛矿
摘要:
采用溶胶-凝胶法合成了Sc掺杂La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8-x)Sc_(x)O_(3-δ)(LSCFScx,x=0,0.04,0.08)阴极粉体,系统分析了LSCFSc阴极材料的晶体结构、表面元素化学形态、催化活性及电化学性能。XRD结果表明,LSCF为立方结构,Sc^(3+)掺杂后LSCFSc阴极材料由立方相向六方结构转变。LSCFSc阴极材料的电导率随着Sc^(3+)的掺杂而降低,在300~800℃温度范围内LSCFSc_(0.08)阴极样品的电导率仍大于100 S/cm。XPS结果表明Sc^(3+)掺杂提高了LSCFSc阴极材料表面吸附氧(O_(Ads))的含量,LSCFSc_(0.08)阴极材料在800℃测得的极化面电阻R_(ASR)为0.026Ω·cm^(2),相比LSCF阴极材料R_(ASR)降低了约87.7%,显著改善了LSCFSc阴极材料对氧气的吸附/解离能力,提升了对氧气的催化活性。以Ni-SDC为阳极材料,SDC为电解质,LSCFSc_(0.08)为阴极材料组装成Ni-SDC|SDC|LSCFSc_(0.08)阳极支撑型单电池,在800℃时最大功率密度为806 mW/cm^(2),表明Sc^(3+)掺杂可以显著提升阴极材料的电化学性能。