武卫明
,
刘中波
,
赵哲
,
张小敏
,
区定容
,
涂宝峰
,
崔大安
,
程谟杰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60137-6
采用溅射或溅射与退火相结合的方法制备了一系列氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)隔层,并考察了其对固体氧化燃料电池性能的影响。结果表明,200°C下溅射获得了立方结构氧化钆掺杂的氧化铈均匀薄膜,在900-1100°C范围内的退火处理使得GDC薄膜致密,从而有效阻止了氧化钇掺杂的氧化锆电解质与阴极材料之间的反应,大幅度提高了电池的电化学性能。
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
稀土金属氧化物
,
氧化钆掺杂的氧化铈
,
隔层
,
溅射
,
退火
刘伟星
,
赵哲
,
涂宝峰
,
崔大安
,
区定容
,
程谟杰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60235-7
纳米TiO2修饰的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极被直接应用于YSZ电解质电池上. TiO2可阻止LSCF和YSZ间的化学反应,抑制SrZrO3的形成. LSCF-0.25 wt% TiO2阴极电池在0.7 V和600°C下的电流密度是LSCF阴极电池的1.6倍.电化学阻抗谱结果表明, TiO2修饰显著加快了氧离子注入电解质的过程,这可能与TiO2抑制了阴极/电解质界面处高电阻SrZrO3层的形成有关.本文为在ZrO2基电解质上使用高性能的(La,Sr)(Co,Fe)O3阴极材料提供了一种简单有效的方法.
关键词:
中温固体氧化物燃料电池
,
阴极
,
二氧化钛
,
界面反应
,
氧化锆基电解质
洪博
,
张云
,
涂宝峰
,
程谟杰
催化学报
采用X射线衍射、扫描电镜及电化学方法考察了固体氧化物燃料电池钐锶钴(Sm0.5Sr0.5CoO3-δ,SSC)阴极烧结温度和时间对镧锶镓镁(La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δLSGM)电解质的导电行为和电解质/阴极界面电化学性质的影响.结果表明,当SSC阴极的烧结温度由1173 K升高到1323 K时,LSGM/SSC界面形成了LaSrGaO4和LaSrGa3O7杂相:当烧结温度升高到1373 K时,还形成了高电子电导率的La-Sr-Co-O复合化合物.Co元素的扩散导致LSGM电解质电子电导率升高,氧离子迁移数和电池开路电压降低.延长SSC阴极烧结时间,LSGM电解质的欧姆电阻增大,电解质氧离子迁移数和电池的开路电压降低,这足由于延长SSC烧结时间加剧了LSGM/SSC界面上高阻抗相LaSrGaO4和LaSrGa3O7的生成.阴极中人量Co元素的扩散改变了LSGM电解质内部组成与结构.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
镧锶镓镁
,
钐锶钴
,
电化学阻抗谱
刘斌
,
张云
,
涂宝峰
,
柳林
,
董永来
,
程谟杰
催化学报
以氢气程序升温还原(H2-TPR)为手段,研究了中温固体氧化物燃料电池烧结NiO/YSZ阳极的还原过程,并通过对电池开路电位和阻抗的原位监测考察了电池中阳极的还原过程.H2-TPR结果表明,阳极烧结温度升高,阳极中的NiO变得难以还原,但当温度提高到1 500℃时,NiO还原峰的峰温降低.阳极NiO含量越高,NiO越容易被还原.这是由于烧结过程中NiO颗粒长大和NiO/YSZ界面分离共同作用的结果.电池原位还原过程中开路电位的变化表明,具有高NiO含量的阳极还原较慢.这主要是由于高NiO含量的阳极具有较大的收缩率和大的NiO粒子,导致还原初期产生的大量H2O不能被及时排出,从而抑制了还原过程.电池还原过程中交流阻抗谱的变化表明,50%NiO/YSZ阳极具有最稳定的还原过程.30%和70%NiO/YSZ电池都有一个极化电阻逐渐增大的过程,前者的极化电阻在还原600 min后逐渐稳定,而后者并不能稳定.
关键词:
镍
,
钇
,
氧化锆
,
还原
,
交流阻抗谱
,
程序升温还原
,
固体氧化物燃料电池
