【摘 要】
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固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs）,可以把化学能直接转变为电能,它高效且环境友好无污染,是新型固态氢能装置,有益于社会能源资源绿色发展。本文制备不同的以钛酸锶（SrTiO3）为基体的双钙钛矿阳极材料并研究了La与Fe/Co/Ni共掺杂后的结构和电学性能,发现:（1）共掺杂的双钙钛矿LSTM（M=Fe、Co、Ni）体系结构稳定且成相良好,有效增加了氧空位的
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固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs）,可以把化学能直接转变为电能,它高效且环境友好无污染,是新型固态氢能装置,有益于社会能源资源绿色发展。本文制备不同的以钛酸锶（SrTiO3）为基体的双钙钛矿阳极材料并研究了La与Fe/Co/Ni共掺杂后的结构和电学性能,发现:（1）共掺杂的双钙钛矿LSTM（M=Fe、Co、Ni）体系结构稳定且成相良好,有效增加了氧空位的浓度。在微观形貌上,也获得了有利于燃料气通过的多孔结构。掺杂化学计量的变化对于双钙钛矿LSTM体系结构的价态和晶胞参数均有影响。（2）Co掺杂导致烧结活性显著增加,L0.5STC0.5在1209℃表现出最高烧结收缩速率。随着温度的升高,掺杂Fe、Co、Ni的三类阳极在氢气中的表观电导率增加,在700℃时达到500-750S·cm-1;表观活化能分别在11-41 kJ·mol-1范围内。（3）在H2气氛下,将样品在800℃还原可以使掺杂的金属离子脱溶到晶粒表面形成纳米颗粒,且结构在高温下稳定,样品电导率大幅度提升。表观电导率随着温度升高而增加,在300-700℃升温测试中,所有电导率均远高于100 S·cm-1,在700℃时电导率在616-873 S·cm-1范围内,高于还原前对应阳极材料的电导率;原位脱溶的样品孔隙率略微增加,且由于存在大量氧空位,可以提高催化活性,从而有效提升阳极的性能,且更有利于燃料气体的输运。通过本课题的研究,为掺杂Fe、Co、Ni和原位脱溶工艺在固体氧化物燃料电池阳极的实际应用提供了更多的基础性能数据。
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