中溫固體氧化物燃料電池離子浸漬的鈷基陰極制備及性能優(yōu)化.pdf

1、中溫固體氧化物燃料電池(Intermediate temperature solid oxide fuel cell，IT-SOFC)是一種將化學能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置，工作溫度在800℃以下，具有高效、清潔等特點。陰極材料對IT-SOFC的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，開發(fā)具有高催化活性的陰極以提高IT-SOFC的輸出性能是人們一直追求的目標。
　　陰極材料的納米化能夠增加氧還原反應的三相界面，提高電極的催化活性。本論文以納米結(jié)構(gòu)的鈷

2、基Ca3Co4O9-δ(CCO)陰極和Ag浸漬的CCO-Ag復合陰極為主要研究對象，研究了兩種陰極材料在600-800℃的電化學性能，取得了良好的實驗結(jié)果。
　　利用離子浸漬法在疏松多孔的Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)電解質(zhì)骨架上制備納米結(jié)構(gòu)的CCO陰極材料，重復浸漬以增加骨架中陰極的含量。對稱電池CCO/SDC/CCO的交流阻抗譜測試結(jié)果表明，CCO陰極在800℃的極化阻抗(Rp)為0.202Ω·cm2。以Cu0.1Ni

3、0.9-SDC為陽極，CCO為陰極，SDC電解質(zhì)支撐的單電池Cu0.1Ni0.9-SDC/SDC/CCO在800℃的峰值功率密度為489.5 mW· cm-2。
　　為了進一步提高陰極材料的催化活性，以銀溶液浸漬方法在多孔的CCO陰極中加入Ag，制備了CCO-Ag復合陰極。實驗結(jié)果顯示，當浸漬5次時，陰極材料具有最好的電化學性能，Rp在800℃時為0.1346Ω·cm2，比未浸漬銀的CCO陰極的最小值(0.202Ω·cm2)降低了