電解質(zhì)浸漬的Ca3Co4O9-δ-SDC復(fù)合陰極的制備優(yōu)化及其電化學(xué)性能.pdf

1、近年來，由于低污染、高效率和低成本等各種優(yōu)點(diǎn)，中低溫固體氧化物燃料電池(IT-SOFC)被認(rèn)為是最具潛力的能源裝置之一。Ca3Co4O9-δ陰極材料由于與電解質(zhì)的膨脹系數(shù)相近等優(yōu)點(diǎn)，近年來成為IT-SOFC的陰極材料研究的熱點(diǎn)。
　　本論文從增加陰極與電解質(zhì)的三相界面長(zhǎng)度出發(fā)，以陰極Ca3Co4O9-δ為基礎(chǔ)，采用離子浸漬法優(yōu)化陰極微觀結(jié)構(gòu)來提高陰極的電化學(xué)性能。
　　論文采用電解質(zhì)浸漬制備了Ca3Co4O9-δ-SDC復(fù)合

2、陰極，并進(jìn)行物相分析和交流阻抗測(cè)試。XRD測(cè)試表明，浸漬制備的復(fù)合陰極Ca3Co4O9-δ-SDC具有一定穩(wěn)定性，并沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。阻抗性能測(cè)試表明，復(fù)合陰極的阻抗明顯降低，在800℃時(shí)，Ca3Co4O9-δ-SDC復(fù)合陰極極化阻抗為0.068Ω·cm2，而單相陰極Ca3Co4O9-δ極化阻抗為0.3039Ω·cm2，可知浸漬制備復(fù)合陰極可優(yōu)化陰極性能。
　　為進(jìn)一步提高復(fù)合陰極Ca3Co4O9-δ-SDC的電化學(xué)性能，本文將浸

3、漬液加熱攪拌以期優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，同時(shí)制備了相應(yīng)的電解質(zhì)支撐的單電池。通過電化學(xué)性能測(cè)試，加熱攪拌浸漬的復(fù)合陰極Ca3Co4O9-δ-SDC性能明顯提高，極化阻抗值降到0.035Ω·cm2;以單相陰極Ca3Co4O9-δ和復(fù)合陰極Ca3Co4O9-δ-SDC為陰極的單電池功率分別為209 mW·cm-2和662 mW·cm-2。由于Ca3Co4O9-δ的電導(dǎo)率較低，浸漬SDC會(huì)進(jìn)一步降低陰極的電導(dǎo)率，而Ag因其高的電導(dǎo)率在優(yōu)化電極電導(dǎo)率方面