高熵稳定双钙钛矿阴极材料Sm Ba(Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2)2O5+δ的制备及性能优化

作者：凌意瀚; 韩绪; 杨洋; 林添强; 王鑫鑫; 欧雪梅; 王绍荣

来源：硅酸盐学报, 2022, 50(01): 219-225.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20210514

• 固体氧化物燃料电池
• 双钙钛矿
• 高熵氧化物
• 复合电极

通过改进的自蔓延燃烧法合成制备高熵双钙钛矿Sm Ba(Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2)2O5+δ(HE-SBC)阴极材料,并复合10%(摩尔分数)Gd2O3掺杂CeO2(GDC)以优化性能。结果表明:通过B位高熵的方法可以显著减小Co离子由价态变化而引起的热膨胀,从而降低SmBaCo2O5+δ的热膨胀系数。在800℃,以氧化钇稳定氧化锆(YSZ)为电解质的HE-SBC对称电池的极化阻抗(Rp)为1.04Ω?cm2,阳极支撑单电池的最高功率密度和Rp分别为683.53 m W/cm2和0.46Ω?cm2。进一步通过复合GDC(HE-SBC与GDC的质量比7:3)以增加三相界面提高HE-SBC的催化活性,在800℃HE-SBC-GDC复合阴极对称电池的极化阻抗仅为0.09Ω?cm2,且阳极支撑单电池的最高功率密度和Rp分别为838.66 m W/cm2和0.12Ω?cm2。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学; 物理学院