Pr0.8Sr0.2Fe0.7Ni0.3O3-δ-Pr1.2Sr0.8Ni0.6Fe0.4O4+δ复合阴极的制备及其电化学性能

作者：孟玉; 张晴; 彭文浩; 朱晓飞^*; 周德凤^*

来源：应用化学, 2022, 39(05): 797-808.

DOI：10.19894/j.issn.1000-0518.210148

• 中温固体氧化物燃料电池
• 无钴复合阴极
• 异质界面
• 电化学性能

采用溶胶凝胶法制备单相Pr0.8Sr0.2Fe0.7Ni0.3O3-δ(PSFN113)和Pr1.2Sr0.8Ni0.6Fe0.4O4+δ(PSNF214),并将二者以3∶7的质量比固态混合制备PSFN113-PSNF214异质复合阴极,系统地研究异质界面的存在对样品的结构和性能的影响,并评估PSFN113-PSNF214复合材料作为中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极的潜力。结果表明,异质复合材料的两相间具有良好的化学稳定性和热稳定性,与Ce0.8Gd0.2O1.9(GDC)电解质具有良好的兼容性和界面粘附性,具有长期运行稳定性。PSNF113加入到PSFN214中形成异质结构,可提高氧空位含量,改善PSFN113的氧离子传输。两相颗粒紧密缠绕以最大化形成异质界面,提高比表面积。800℃时,PSFN113-PSNF214的极化电阻值为0.053Ω·cm2,仅为PSFN113的41%和PSNF214的61%;相应单电池的最大功率密度为496.80 mW/cm2,高达PSFN113的2.5倍和PSNF214的1.6倍。60 h长期稳定性测试的电压衰减率仅为0.07%/h。因此,PSFN113-PSNF214异质复合阴极优异的性能和杰出的稳定性,使其可作为IT-SOFC阴极的候选材料。

• 单位
  生命科学学院; 长春工业大学