固體氧化物燃料電池鈣鈦礦型抗硫陽(yáng)極的制備及性能研究.pdf

1、由于較高的操作溫度、陽(yáng)極積碳、積硫等問(wèn)題，固體氧化物燃料電池的應(yīng)用受到了限制。因此，開(kāi)發(fā)新型抗硫陽(yáng)極具有十分重要的意義。論文通過(guò)摻雜元素和構(gòu)建復(fù)合電極等手段制備出鈣鈦礦型陽(yáng)極材料。評(píng)估了陽(yáng)極的電化學(xué)性能和抗硫性能。
　　論文采用EDTA-檸檬酸法制備出Y0.9Sr0.1Cr0.5Mn0.5O3-δ(YSCM)材料，對(duì)其抗硫性能和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。將制備好的粉末分別在1000℃、1100℃、1200℃和1300℃下煅燒，X-射線

2、衍射(XRD)分析結(jié)果表明在1200℃煅燒4h后能夠看到單一的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。熱膨脹曲線計(jì)算結(jié)果顯示YSCM陽(yáng)極與釔穩(wěn)定二氧化鋯電解質(zhì)(YSZ)有著相近的熱膨脹系數(shù)(CTE)值。紅外光譜(FT-IR)結(jié)果證明了YSCM材料在1000ppm H2S氣氛下有著良好的穩(wěn)定性能。電壓-電流(V-I)和功率-電流（P-I)曲線分析結(jié)果表明YSCM/YSZ/Ag電池在800℃下獲得的開(kāi)路電壓和最大功率密度分別為1.05 V和145 mW·cm-2。

3、r>　　掃描電鏡(SEM)被用來(lái)觀察YSCM-SDC/YSZ/Ag電池的結(jié)構(gòu)，顯示Y0.9Sr0.1Cr0.5Mn0.5O3-δ-Sm0.2Ce0.8O1.9(YSCM-SDC)陽(yáng)極層與YSZ電解質(zhì)層連接緊密。V-I和P-I曲線分析結(jié)果表明同等條件下YSCM-SDC陽(yáng)極的電化學(xué)性能優(yōu)于La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)陽(yáng)極。X射線能量散射(EDX)和XRD顯示了當(dāng)陽(yáng)極暴露在3000 ppm H2S的氣氛下，

4、YSCM結(jié)構(gòu)中Sr元素組分減少，并且陽(yáng)極表面有SrSO4的形成。在恒電流測(cè)試過(guò)程中，電池先后經(jīng)過(guò)了可逆的和不可逆的性能退化過(guò)程。尤其在3000 ppmH2S氣氛中，電池電壓以31 mV/h速率降低，最終穩(wěn)定在0.49 V。
　　脈沖進(jìn)樣和在線氣相色譜技術(shù)被用來(lái)評(píng)估H2S對(duì)Ni-Ce0.8Sm0.2O1.9(Ni-SDC)、LSCM和Sr2CoMoO6-δ(SCMO)這3種陽(yáng)極性能的影響。在恒電流測(cè)試條件下，通過(guò)比較脈沖H2S對(duì)3種