中溫H-,2-S固體氧化物燃料電池的制備及其性能研究.pdf

1、工作溫度過高會造成固體氧化物燃料電池(SOFC)密封困難，工作壽命短，運(yùn)行成本高等諸多問題。降低SOFC工作溫度的重要途徑就是開發(fā)高性能的電解質(zhì)和陽極材料。 實(shí)驗(yàn)采用尿素燃燒法制備中溫H2S固體氧化物燃料電池的電解質(zhì)和陽極材料，運(yùn)用熱分析、X射線衍射、掃描電鏡、電導(dǎo)率測試、耐H2S性能測試等手段對電池材料進(jìn)行表征，并篩選出合適的材料組裝成單電池，在5％Ft2S氣氛下進(jìn)行電性能研究。 4種鈣鈦礦電解質(zhì)(BCY、BCZY3、

2、BCZY5和BZY)的表征結(jié)果表明：電解質(zhì)材料的熱穩(wěn)定性較好，700℃煅燒后，均具有典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。在500℃～950℃溫度范圍內(nèi)，電解質(zhì)的電導(dǎo)率均隨溫度的升高而增大。溫度相同時(shí)，4種電解質(zhì)的電導(dǎo)率大小順序?yàn)锽CY>BCZY3>BCZY5>BZY。在H2S氣氛下，BCY的化學(xué)穩(wěn)定性較差，其它3種電解質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性較好，其中BZY最佳。 3種鈣鈦礦陽極(LSCrF7364、LSCrF7355和LSCrF7346)的表征結(jié)果表明：

3、這3種陽極材料的熱穩(wěn)定性好，在900℃煅燒后，均形成典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，表面疏松多孔。在400℃～850℃溫度范圍內(nèi)，3種陽極的電導(dǎo)率均隨溫度的升高而增大。相同條件下，其電導(dǎo)率隨著Fe摻雜量的增加而增大。LSCrF系列材料與電解質(zhì)BCZY的化學(xué)相容性較好，耐H2S性能隨著Fe摻雜量的增加而降低。 以LSCrF7355-BCZY為陽極，以BCZY5和BCZY3為電解質(zhì)，Ag為陰極，組裝成單電池A和B，在5％H2S氣氛下，測試H2S單