固體氧化物燃料電池陽極LST-x％Bi2O3的制備及性能研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cells，SOFCs)是一種高溫運作的全固態(tài)能量轉換裝置，具有能量轉換效率高、燃料適應性強和環(huán)境友好等優(yōu)點，因此在能源日益緊張的今天受到了格外的重視。但迄今為止，SOFC仍然有許多基礎問題尚未妥善解決。作為固體氧化物燃料電池關鍵材料之一，陽極材料的性能對整個SOFC的性能有著十分重要的影響。在SOFC所有的陽極材料體系中，LaxSr1-xTiO3(LST)具有良好的離子-電子混合電

2、導率(MIEC)、抗焦化、抗硫中毒等優(yōu)點。然而，與傳統(tǒng)的Ni-YSZ陽極材料相比，LS。催化性能較差。另外，它的顆粒粗大，相對地減小了三相界面處燃料氣與陽極顆粒的接觸面積，這也許是其催化性能不好的因素之一?？紤]到Bi2O3是一種良好的催化劑，且因在800℃左右時具有較高離子電導率曾被用做SOFC的電解質(zhì)材料，我們預期在LST中引入一定質(zhì)量的Bi2O3有可能提高其電化學性能。
　　 我們使用固相反應法制備并優(yōu)化出固體氧化物燃料電池

3、陽極材料-復合陶瓷體系LST-x％Bi2O3(x=0，20，25，30，35)，以期提高LST系列陽極材料的電化學性能。
　　 導電性能實驗測試表明，樣品LST與LST-x％Bi2O3的電導率是溫度的函數(shù)，其電導率值明顯隨溫度的升高而增大。此外，隨著摻入Bi2O3質(zhì)量百分比的提高，其電導率值也相應大幅度增加，在800℃時，電導率的值均在0.5S/cm-1以上。
　　 具有對稱陽極(LST，LST-20％Bi2O3，LST

4、-30％Bi2O3)電解質(zhì)支撐的單氣室電池在800℃、97％H2+3％H2O的氣氛中測出的阻抗譜印證了陽極材料LST-x％Bi2O3在800℃、97％H2+3％H2O的氣氛中測量的電導率結果。隨著Bi2O3摻入量的增加，電池的極化電阻逐漸降低，LST，LST-20％Bi2O3和LST-30％Bi2O3的極化電阻值(Rp)分別為19.6Ωcm2，6.7Ωcm2和4.8Ωcm2。說明隨著Bi2O3摻入量的增加，LST的催化性能得到了較大的提