孟祥伟，吕世权，张利英，张立夫，张旗*

(1.吉林师范大学 物理学院，吉林 四平136000；2.吉林省榆树市环城乡农机管理站；3.吉林省榆树市农机监理站)

中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)，作为一种能量转换装置，以其高效、洁净、燃料适应广泛等优点，近年来，受到世界各国的广泛关注[1].目前，IT-SOFCs的操作温度一般为500～800oC，研究的重点是阴极材料、阳极材料、电解质材料、连接材料的选择和性能的改善.阴极材料是IT-SOFCs的重要组成部分，其欧姆损失在整个IT-SOFCs的欧姆损失中约占65%，因此开发高性能的阴极材料是非常重要的.

基于SrCoO3-δ的钙钛矿阴极材料，具有高的氧离子和电子电导率，一度被认为是最有希望的IT-SOFCs阴极材料.SrCoO3-δ钙钛矿晶格中A-位Sr2+离子被Ba2+离子取代，将导致更大的晶胞自由体积[2].进而为氧离子提供更大的输运通道，使氧离子在阴极体内的传导更容易.然而，高Co含量的氧化物经常表现出高的热膨胀系数(TEC).研究表明用Fe元素部分取代Co元素，能够抑制Co3+从低自旋向高自旋的转变，从而降低了材料的TEC[3].然而，Ba完全取代A位的Sr，Fe部分替代B位Co的化合物，例如，六角钙钛矿结构的BaCo0.7Fe0.3O3-δ，几乎没有透氧性[4]，且其结构不稳定.最近，Nagai等已经证明了在B-位掺杂阳离子Nb能促进Co-基钙钛矿的结构稳定性，并增加其离子电导率[2，5].因此，本文制备了BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O5+δ阴极材料，将其用于以La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85(LSGM)为电解质的燃料电池上，重点研究其化学相容性，微观结构和电化学性能.

1 实验

1.1材料制备

通过固相反应法制备BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O5+δ(BCFN)阴极.按照BCFN材料的化学计量比称量BaCO3、Co2O3、Fe2O3、Nb2O5，把称量的原……