La2-xBixCuO4阴极材料的合成与电化学性质

作者：庞姝彤; 赵辉^*

来源：无机化学学报, 2021, 37(12): 2185-2192.

• 固体氧化物燃料电池
• La2-xBixCuO4电极材料
• 电极反应

采用甘氨酸-硝酸盐法合成了固体氧化物燃料电池阴极材料La2-xBix CuO4(x=0、0.05、0.10),并利用X射线衍射(XRD)对材料的物相进行分析。结果表明,La2-xBix CuO4形成单一的类钙钛矿结构氧化物,且晶胞体积随着铋掺杂量的增加而增大。在950℃烧结24 h过程中,La2-xBix CuO4不与电解质Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)发生反应,表明这种电解质材料具有良好的高温化学相容性。电导率测试结果表明Bi的掺入显著提高了材料电导率。程序升温脱附测试结果表明,铋的掺杂显著增强了材料的表面氧吸附能力。不同氧分压下的交流阻抗谱测试结果表明,La1.9Bi0.1CuO4阴极在700℃空气中的极化电阻为0.26Ω·cm2,以电解质SDC支撑的单电池NiO-SDC/SDC/La1.90Bi0.10O4在700℃的最大输出功率密度为308 mW·cm-2,电极反应的速控步骤为氧分子的扩散与表面吸附过程。

• 单位
  材料学院; 黑龙江大学