无Co双钙钛矿结构中温固体氧化物燃料电池阴极材料SmBaFeNiO5+δ及其性能优化

作者：付大伟; 金芳军; 贺天民^*

来源：硅酸盐学报, 2021, 49(01): 34-41.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20200428

• 固体氧化物燃料电池
• 双钙钛矿
• 无钴阴极
• 热膨胀系数

用溶胶–凝胶法合成了无Co的双钙钛矿SmBaFeNiO5+δ(SBFN)阴极材料,并引入Sm0.2Ce0.8O1.9 (SDC)电解质材料制备复合阴极,降低热膨胀系数和优化性能。研究表明:SBFN在30～900℃的平均热膨胀系数为14.1×10-6 K-1,SBFN–SDC15 (质量比为85:15)复合阴极的平均热膨胀系数降为12.0×10-6 K-1。SBFN在425℃时电导率具有最大值,为48 S/cm。700℃时SBFN|SDC|SBFN对称电池的界面极化阻抗(Rp)为0.386Ω·cm2。在SBFN中引入SDC可以改善其电化学性能,SBFN–SDC10 (质量比为90:10)复合阴极具有最低的Rp,为0.224Ω·cm2。800℃时,以SBFN和SBFN–SDC10为阴极的单电池,最大功率密度分别为367.6 m W/cm2和507.8 m W/cm2。

• 单位
  长春理工大学; 吉林大学