【摘 要】
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离子、电子混合导体La0.6Sr0.4CoO3(LSC)在中低温范围具有高电导率、高催化性能，是一种很有前途的固体氧化物燃料电池阴极材料。本论文采用柠檬酸、EDTA络合方法，在溶液不同pH
【出 处】
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中国科学院合肥物质科学研究院 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
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离子、电子混合导体La0.6Sr0.4CoO3(LSC)在中低温范围具有高电导率、高催化性能，是一种很有前途的固体氧化物燃料电池阴极材料。本论文采用柠檬酸、EDTA络合方法，在溶液不同pH值条件下，通过添加表面活性剂优化粉体微结构，合成了团聚较低、粒度均匀的LSC阴极纳米粉体，在900℃煅烧后得到钙钛矿相结构，结晶和成相良好。1250℃烧结样品的电导率在600℃达2204S/cm。
Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC)是目前最受关注的中低温电解质材料。本文以柠檬酸为络合剂并引入表面活性剂PVP合成GDC纳米粉体，适量PVP的添加有效解决了GDC粉体的团聚问题。粉体颗粒大小均匀，粒径15nm左右，分散良好基本无团聚。粉体烧结性能良好，在1450℃样品致密度达98.2％，电导率在600℃达0.017S/cm。采用两步烧结法可以在相对低的烧结温度下得到电性能较好的GDC阻挡层。
对LSC/GDC复合阴极构成及电性能进行的研究表明，含GDC30wt.％的阴极电化学性能较好。由于LSC与YSZ电解质兼容性较差，在850℃即发生反应，实验表明采用5～7微米的GDC阻挡层以及950℃的阴极烧结温度可避免界面反应发生，并且此条件下制备的阴极样品微结构和电化学性能最好，在700℃极化阻抗仅为0.06Ωcm2。阴极烧结温度升高导致界面反应加剧、电性能变差。在NiO/YSZ阳极、YSZ电解质上采用GDC阻挡层及LSC/GDC复合阴极，制成活性电极面积4×4cm2的电池，功率密度在中温达到实用水平，650℃最大功率密度达0.42W/cm2。电池在650℃、10A恒流放电，长期运行基本稳定，具有很大的应用潜力。
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