La2NiO4+б多孔電極的顯微結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能研究.pdf

1、La2NiO4+δ體系層狀化合物具有電子-離子混合導(dǎo)電性能，是中溫固體氧化物燃料電池(SOFC)陰極材料新的研究熱點(diǎn)。本論文采用氨基多羧酸配合物法合成La2NiO4+δ超細(xì)微粉體，采用絲網(wǎng)印刷工藝在致密的Ce0.8Sm0.2O1.9電解質(zhì)基體上制備La2NiO4+δ多孔電極，研究La2NiO4+δ多孔電極的制備工藝條件對多孔電極顯微結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響，探索La2NiO4+δ多孔電極合適的制備工藝條件，研制具有高電化學(xué)催化活性的La2

2、NiO4+δ多孔電極。
　　 制備了La2NiO4+δ/Ce0.8Sm0.2O1.9/Pt三電極結(jié)構(gòu)的電化學(xué)電池，采用電化學(xué)阻抗譜、計(jì)時(shí)電壓法、塔菲爾曲線分析等手段研究了各個電極過程和總的電極電化學(xué)反應(yīng)的極化電阻、不同電流密度下的過電勢、交換電流密度等電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明，電極的阻抗響應(yīng)來自電極/電解質(zhì)界面的電荷傳遞過程和電極表面的氧交換過程。其中，電極表面的氧交換過程是產(chǎn)生電極極化的主要原因。
　　 研究了電極漿料

3、組成和燒結(jié)溫度對La2NiO4+δ多孔電極顯微結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明，通過調(diào)整制備工藝條件，可以調(diào)控多孔電極與電解質(zhì)之間的接觸狀態(tài)、孔隙率、多孔電極的晶粒粒徑、晶粒之間的連接程度等顯微結(jié)構(gòu)特征。
　　 本論文還研究了多孔電極的顯微結(jié)構(gòu)對電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，多孔電極與電解質(zhì)基體之間的接觸狀態(tài)主要影響電極/電解質(zhì)之間的電荷傳遞過程，多孔電極的晶粒粒徑和晶粒之間的連接程度主要影響電極表面的氧交換過程，采用超微細(xì)粉體制備L

4、a2NiO4+δ多孔電極有利于優(yōu)化多孔電極的顯微結(jié)構(gòu)和提高其電化學(xué)催化活性。
　　 確定合適的多孔電極制備工藝條件是：采用超微細(xì)La2NiO4+δ粉體(平均粒度～90nm)為起始粉體、漿料固含量為70％、燒結(jié)溫度為950℃，在該條件下制備的La2NiO4+δ多孔電極具有理想的顯微結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的電化學(xué)性能。在800℃下該多孔電極的極化電阻為0.38Ω·cm2，在200mA·cm-2的電流密度下的過電勢為103mV，在平衡狀態(tài)下其交換