基于La0.8Ca1.2Fe0.9Co0.1O4-δ对称电池的制备与性能研究

作者：耿傲妍; 焦馨怡; 王鑫鑫; 郑克晴; 凌意瀚^*; 田云峰^*

来源：陶瓷学报, 2023, 44(01): 140-147.

DOI：10.13957/j.cnki.tcxb.2023.01.015

• 对称固体氧化物电池
• La0.8Ca1.2Fe0.9Co0.1O4(LCFC)
• 双掺杂
• 电化学性能
• 稳定性

以Y0.15Zr0.88O2-δ(YSZ)为电解质，利用溶胶—凝胶法制备了La0.8Ca1.2Fe0.9Co0.1O4-δ(LCFC)钙钛矿材料并同时作为固体氧化物电池的燃料极和空气极，Gd0.1Ce0.9O2-δ(GDC)作为阻挡层防止电极材料与电解质反应，制备得到了对称固体氧化物电池LCFC|GDC|YSZ|GDC|LCFC。采用X射线衍射研究了LCFC材料的物相结构以及化学稳定性，四电极法测量了材料的高温电导率，并测试了材料的热膨胀系数。评估了对称电池在燃料电池模式(SOFC)和电解池模式(SOEC)下的电化学性能与稳定性，并利用扫描电镜观察了电池测试后的微观形貌。实验结果表明，在SOFC模式下，850℃时以湿H2为燃料的最大功率密度可达0.11 W·cm-2，电解纯CO2时，在850℃、2V电压下的电解电流密度可达0.75 A·cm-2，稳定性测试结果表明，电池具有良好的性能和结构稳定性。结果证明，LCFC材料是一种有发展前景的对称电池电极材料。

• 单位
  中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）; 物理学院