鎵酸鑭基電解質(zhì)中溫固體氧化物燃料電池的制備和性能研究.pdf

1、嗣體氧化物燃料電池是通過一種離子傳導(dǎo)陶瓷直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，具有能量轉(zhuǎn)化率高、燃料適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)境友好、無腐蝕的全固態(tài)結(jié)構(gòu)等突出優(yōu)點，因而可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)、商業(yè)、移動和軍事提供電源。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)摻雜Sr、Mg的LaGaO3材料在中溫下具有較高的離子導(dǎo)電率，是中溫固體氧化物燃料電池很有前景的電解質(zhì)材料。 本文系統(tǒng)地考察了甘氨酸-硝酸鹽燃燒法（GNP法）和丙烯酰胺溶膠凝膠法（AP法）制備的La0．9Sr0．1Ga0．8

2、Mg0．2O3-δ（LSGM）粉體，用XRD、TEM對材料粉體進(jìn)行表征，XRD結(jié)果表明，甘氨酸-硝酸鹽燃燒法制備的LSGM粉體在1450℃焙燒2 h即可獲得單相LSGM，而丙烯酰胺溶膠凝膠法制備的LSGM粉體在1400℃焙燒2 h即可獲得單相LSGM；TEM圖顯示甘氨酸-硝酸鹽燃燒法合成粉體在1000℃焙燒后粒徑為300～400 nm，丙烯酰胺溶膠凝膠法合成粉體在1000℃焙燒后粒徑為200 nm。 通過SEM、EDS、直流四探

3、針等技術(shù)對LSGM燒結(jié)體性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。SEM表明燒結(jié)體具有較高的致密度；甘氨酸-硝酸鹽燃燒法合成的LSGM燒結(jié)體800℃的電導(dǎo)率為0．13 S/cm，丙烯酰胺溶膠凝膠法合成的LSGM燒結(jié)體800℃的電導(dǎo)率分別為0．11 S/cm，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同等溫度下的Y2O3穩(wěn)定的ZrO2（YSZ）。 用丙烯酰胺溶膠凝膠法合成了La0．8Sr0．2MnO3-δ（LSM）和（La0．8Sr0．2）0．98MnO3-δ（LSM）陰極粉體材料

4、，進(jìn)行了XRD、TEM測試，XRD、TEM表明650℃LSM已經(jīng)可以得到完整的鈣鈦礦晶型結(jié)構(gòu)，并且粉體粒徑小于50 nm。用直流四探針對燒結(jié)體的電性能進(jìn)行了測試，800℃時（La0．8Sr0．2）0．98MnO3-δ的電導(dǎo)率明顯高于La0．8Sr0．2MnO3-δ，分別為171．02 S/cm和137．72 S/cm。研究了不同溫度焙燒陰極粉體對其在電解質(zhì)表面絲網(wǎng)印刷的形貌影響，650℃粉體表面形貌顯示顆粒間較疏松。 本文設(shè)計了