对称固体氧化物燃料电池电极材料Sm_0.9Pr_0.1FeO_3-δ的制备及性能研究

采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法合成了Sm0.9Pr0.1FeO3-δ(SPF)粉体。以YSZ为电解质,SPF同时作为阴极和阳极,构建了对称固体氧化物燃料电池 SPF｜YSZ｜SPF。利用X射线衍射法研究材料的成相以及相互间的化学稳定性,交流阻抗法记录界面极化行为,热膨胀仪评估材料的热膨胀系数,用扫描电子显微镜观察电池的断面微观结构,用自组装的测试系统评价电池输出性能。结果表明,合成的SPF粉体呈钙钛矿结构,且在还原条件下仍保持不变,与电解质YSZ间有良好的化学及热稳定性;800 ℃时空气及氢气气氛下的电解质｜电极间的极化阻抗分别为0.15和15.80 Ω·cm2;以加湿H2(含体积分数3%的水蒸气)为燃料气, 空气为氧化气时,单电池SPF｜YSZ｜SPF输出功率密度为168 mW/cm2。结果显示SPF是对称固体氧化物燃料电池良好的候选电极材料