A位掺杂Gd3+对Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ材料的性能影响

作者：罗贵成; 罗凌虹^*; 程亮; 王乐莹; 刘邵帅; 徐序; 张双双

来源：陶瓷学报, 2022, 43(06): 1080-1088.

DOI：10.13957/j.cnki.tcxb.2022.06.015

• 溶胶—凝胶法
• 双钙钛矿结构
• A位掺杂
• 电化学性能

通过溶胶—凝胶法(Sol-gel)合成Sr2-xGdxFe1.5Mo0.5O6-δ(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)(SGxFM)固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极粉体材料，并进一步制备了SOFC电解质支撑型单电池。通过XRD物相、XPS光谱、SEM形貌、TGA和电化学测试等方法进行测试表征。结果表明，Sol-gel可以制备出呈单一结构的双钙钛矿阳极材料，随着Gd3+离子掺杂量的增加，XRD衍射峰出现偏移，这表明了Gd3+离子很好地掺入了Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ体系；由XPS光谱分析可知SG0.1FM有较高的Fe2+/Fe3+、Mo5+/Mo6+比和氧空位浓度。TGA结果显示，SG0.1FM表现最大的氧损失量，表明了SG0.1FM具有最高的氧空位浓度。单电池的SEM断面观察出电极材料呈现疏松多孔结构，电解质状态致密。以H2为燃料，以静态空气为氧化剂，测试温度为550℃～800℃，电化学测试结果表明：当Gd3+离子掺杂量x=0.1时综合性能最好，800℃下该阳极的极化阻抗为0.021Ω·cm2，最大功率密度达到264 m W·cm-2。综上表明，A位Gd3+离子掺杂可以提高SFM材料性能，且SG0.1FM性能最佳。

• 单位
  景德镇陶瓷大学