中温固体氧化物燃料电池阴极材料Bi1-xCaxFeO3-δ的制备及其性能

作者：冯伟伟; 赵慧粉; 沈睦夷; 陈涵; 郭露村^*

来源：硅酸盐学报, 2022, 50(05): 1248-1256.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20210743

• 固体氧化物燃料电池
• 阴极
• 电导弛豫
• 电化学性能

开发具有优异电化学活性的阴极材料对中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的应用至关重要。采用固相法制备无钴阴极材料 Bi1-xCaxFeO3-δ(BCFx,x=0.1、0.2 和 0.3)，通过该体系材料的物相结构、电导率、氧传输特性以及电化学性能研究表明，950 ℃时可以合成具有单相钙钛矿结构的 Bi1-xCaxFeO3-δ (x=0.1、0.2 和 0.3)阴极粉体。BCFx 阴极材料中，样品 BCF0.2具有较高的电化学催化活性，750 ℃时，对称电池极化阻抗为 0.06 Ω·cm2,Ni-(Y2O3)0.08(ZrO2)0.92 (Ni-8YSZ)阳极支撑单电池最大功率密度为 730 mW/cm2。由电导弛豫结果得知，BCF0.2 阴极良好的氧还原催化活性主要归因于其较高的氧扩散系数和表面交换系数。氧还原反应动力学研究表明，样品 BCF0.2 阴极氧还原反应的速率控制步骤为吸附氧的解离过程。

• 单位
  南京工业大学