中温固体氧化物燃料电池la1.6sr0.4ni1-xcuxo4阴极材料的制备及电化学性能

采用甘氨酸-硝酸盐法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料la1.6sr0.4ni1-xcuxo4(x=0.2,0.4,0.6,0.8),利用x射线衍射(xrd)和扫描电子显微镜(sem)对其结构和微观形貌进行了表征.结果表明,该阴极材料与固体电解质ce0.9gd0.1o1.95(cgo)在1000°c烧结时不发生化学反应,且烧结4h后,二者之间可形成良好的接触界面.利用电化学交流阻抗谱技术对阴极材料的电化学性能进行研究,结果显示,当cu离子掺杂量(x)为0.6时,la1.6sr0.4ni0.4cu0.6o4阴极具有最小的极化电阻,在空气中当测试温度为750°c时,极化电阻为0.35ω·cm2.在不同氧分压条件下电化学阻抗谱分析结果表明,电极上的两个氧还原反应主要包含氧离子从三相界面向电解质cgo转移的过程和电荷的迁移过程,其中电荷的迁移过程为电极反应的速率控制步骤.la1.6sr0.4ni0.4cu0.6o4电极在空气中700°c和阴极电流密度为45ma·cm-2时,阴极过电位为45mv.本研究的初步结果表明la1.6sr0.4ni1-xcuxo4材料是一种电化学性能较为优良的新型中温固体氧化物燃料电池(it-sofc)阴极材料.