张冠铭，　孙浩然，　王　媛，　陈　磊，　周德凤

(长春工业大学 化学与生命科学学院， 吉林 长春　130012)



非化学计量(La0.6Sr0.4)xCo0.2Fe0.8O3-δ阴极材料的制备与性能

张冠铭，孙浩然，王媛，陈磊，周德凤*

(长春工业大学 化学与生命科学学院， 吉林 长春130012)

摘要：采用溶胶凝胶法制备(La(0.6)Sr(0.4))xCo(0.2)Fe(0.8)O(3-δ)(x=0.95,0.97,1.00,1.03,1.05)系列阴极材料。采用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表征，交流阻抗谱(EIS)测试样品的导电性能。结果表明,样品经750 ℃烧结3 h形成斜方钙钛矿结构，A位非化学计量可明显降低阴极的极化电阻。在 700 ℃时，x=1.05的样品界面极化电阻为 0.086 3 Ω·cm2，相比x=1.00的样品降低了50%，(La(0.6)Sr(0.4))xCo(0.2)Fe(0.8)O(3-δ)材料是一种电化学性能较为优良的中温固体氧化物燃料电池阴极材料。

关键词：阴极材料； 钙钛矿； SOFC； 非化学计量

0引言

固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种将化学能转化为电能的能量转换装置,因其清洁的转化方式具有低排放、高效率的优点而受到广泛关注[1]。然而，较高的操作温度(800～1 000 ℃)限制了材料的选用，使制造成本升高，并降低了SOFCs的工作稳定性[2]。当操作温度降低至中温区(500～800 ℃)时,会使阴极材料的反应活性降低，从而使阴极极化电阻增加，导致电池性能迅速下降。因此，探索和开发出适用于中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)的阴极材料是需要解决的关键问题之一[3-4]。

目前，研究者们常选用中低温条件下具有良好催化活性及氧离子-电子混合导电性的钴基钙钛矿型氧化物作为SOFCs的阴极材料，如La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)[5]、Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)[6]、Sm0.5Sr0.5CoO3-δ(SSC)[7]。其中LSCF因为具有极高的催化活性、适合的热膨胀系数和在操作温度下良好的热稳定性而被认为是非常具有应用前途的阴极材料。……