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固体氧化物燃料电池(SOFC),是一种直接将燃料气体和氧化物中的化学能转化成电能的全固体能量转换装置,由于它具有能量转换率高、燃料可选范围广等特性,被认为是一种很有前途的新型能源。如何降低电池的工作温度,使其在中低温(500-800℃)条件下电极及电解质材料能良好运行,并且通过提高制备效率,利用不同掺杂方式,降低电极和电解质材料的界面电阻、提高导电效果是提高SOFC整体性能的的重要研究方向。 研究表明,为了有效降低界面阻抗,提高导电率,可向阴极材料中适当加入电解质,由电解质材料与阴极材料复合后,过电位及界面电阻大大降低。本研究通过在阴极材料La1-xSrxMnO3(LSM)中掺入氧离子导电的中温电解质Y0.25Bi0.75O1.5(YSB)和Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)来制备阴极材料LSM-YSB和LSM-SDC以此来改善氧离子的输运性,扩大阴极电化学反应的活性,增加阴极材料中氧空位浓度和氧离子导电率,进而提高阴极材料的电化学性能。研究发现,LSM-YSB复合阴极有相对较高的氧还原催化活性,这与其内部形成的连续电子导电相,离子导电相和连续气体输运相,以及阴极、电解质界面的改善有着密切关系,其中,LSM─YSB复合阴极的最佳组成为LSM-50YSB,700℃的界面电阻为0.42Ω·cm2. 采用了传统的固相化学反应法制备了电解质材料Ce0.8Gd0.2O2-δ(CGO)多晶块材,并用XRD测试了块材的物相组成。采用脉冲激光沉积法(PLD)分别在LSAT[(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7]、MgO衬底上制备了CGO外延薄膜,研究了衬底温度对Ce0.8Gd0.2O2-δ结构与电导率的影响,XRD和电导率测试结果表明,基于LSAT和MgO衬底的Ce0.8Gd0.2O2-δ薄膜存在一个最佳的沉积温度(730℃);我们的研究表明,随着膜厚的减小,薄膜的结晶结构越好,在制备的薄膜中,150nm厚的薄膜具有较佳的结构特性;在由LSAT和MgO两种衬底诱导的薄膜应变中,对150nm厚的薄膜生长在MgO上的CGO薄膜具有较好的外延结构,这时CGO薄膜的结构特征与电导率测试结构相一致。