鑭摻雜鈦酸鍶的制備及其在SOFC連接體中的應(yīng)用.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種新興的能源技術(shù)?，F(xiàn)在影響SOFC商業(yè)化的原因主要是其成本過高,其中連接體的制備成本占了一半以上。優(yōu)化連接體材料的性能和制備工藝對于SOFC的商業(yè)化發(fā)展有著重要的意義。
　　目前,SOFC連接體材料主要有高溫耐熱合金和LaCrO3基陶瓷材料。這兩者都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。本文將對鑭摻雜鈦酸鍶材料(LST)應(yīng)用在SOFC連接體上的可行性進(jìn)行研究考察。
　　本文主要用固相法和溶膠凝膠法合成了LaxS

2、r1-xTiO3(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)樣品,通過分析XRD圖譜和樣品在還原環(huán)境中燒結(jié)(石墨埋燒法)的相對致密度發(fā)現(xiàn)當(dāng)x在0.3以上時(shí),不能獲得很好的峰形,并且不容易燒結(jié)致密。由于LST是n型半導(dǎo)體,電導(dǎo)率會(huì)隨著La的摻雜量的增加有最大值,因此選擇La0.3Sr0.7TiO3作為LST-LSM雙層連接體的材料并進(jìn)行相關(guān)性能的考察。
　　通過掃描電鏡和電化學(xué)工作站分析發(fā)現(xiàn),LST材料在石墨埋燒下燒結(jié)的相對致密度

3、在94％以上、H2和N2氣氛下電導(dǎo)率分別在10 S?cm-1左右和6 S?cm-1左右;在空氣中燒結(jié)的LST樣品的相對致密度在94%以上,H2下電導(dǎo)率分別在2 S?cm-1以下;空氣中燒結(jié)的LSM樣品的相對致密度在94%以上,空氣中電導(dǎo)率在140 S?cm-1以上;La0.3Sr0.7TiO3的平均熱膨脹系數(shù)是13.10×10-6 K-1, LSM的是12.95×10-6 K-1,與SOFC其他部件材料YSZ很接近,保證了熱匹配性;通過

4、LST和LSM的化學(xué)相容性考察發(fā)現(xiàn)兩者在1400℃高溫下不會(huì)發(fā)生反應(yīng);對NiO/YSZ和LST在不同溫度下的共燒結(jié)進(jìn)行情況考察,發(fā)現(xiàn)NiO/YSZ陽極和LST-LSM三層結(jié)構(gòu)在1350℃左右可以很好地?zé)Y(jié)在一起得到,說明陽極和連接體可以通過廉價(jià)的共燒結(jié)工藝制備在一起;通過涂覆法和浸漬法制備了LST薄膜,厚度分別是67.13μm和28.39μm;LST和陽極在850℃下的交流阻抗為0.25Ω?cm2左右,與理論的要求很接近,但還需要進(jìn)一步