新型复合阴极 Sr0.95Ti0.05Co0.95O3-δ-Sm0.2Ce0.8O1.9在中低温固体氧化物燃料电池中的性能

采用柠檬酸自蔓延燃烧法合成了 Sr0.95Ti0.05Co0.95O3?δ(STC)阴极粉体和 Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)电解质粉体,将 STC 与SDC 粉体按质量比7：3混合得到复合阴极。通过 X 射线衍射(XRD)、直流四端子法和热膨胀仪表征了样品的化学相容性、电导率和热膨胀系数。XRD 表明，STC 在900℃能够得到立方纯钙钛矿结构，复合阴极 STC?SDC 在工作温度区间内具有很好的化学相容性；在650℃空气气氛下 STC?SDC 与 SDC 之间的界面极化阻抗仅为0.05?·cm2。制备了阳极支持型(NiO-SDC│SDC│STC?SDC)单电池,在450～650℃范围内以湿润的 H2(3%水蒸汽)为燃料气，空气为氧化剂测试了单电池的性能。结果表明：阳极支撑的单电池共烧1350℃可以得到致密的电解质层和多孔的电极,而且650℃时单电池开路电压0.82 V，最大输出功率为721 mW/cm2。结果预示，在以 SDC 为电解质的中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)中，STC-SDC 是一个很有前途的复合阴极材料。