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固体氧化物燃料电池(SOFC)是将化学能直接转换为电能的高效能量转换装置,由于其对环境友好和发电效率高而受到越来越多的重视.传统的SOFC在1000℃的高温下工作,限制了电池材料的选择,缩短了电池的使用寿命.因此,SOFC的发展趋势是中温化(600~800℃).本论文围绕SOFC的中温化,开展了以下几方面的研究:合成了钙钛矿新型阴极材料Ln<,0.6>Sr<,0.4>Co<,0.8>Mn<,0.2>O<,3-δ>(LnSCM,Ln=La,Gd,Sm或Nd),考察了其应用于以Ce<,0.8>Gd<,0.2>O<,1.9>(CGO)为电解质的中温SOFC的可行性.研究表明,LnSCM与CGO有良好的化学相容性;结合碘滴定所得LaSCM室温氧含量及TGA数据,发现其氧含量在450℃以上随着温度的升高而降低;测试了该体系材料在200~1000℃的电导率,所有样品在中温范围内的电导率均大于500S/cm,其中LaSCM最高,可达1400S/cm;阴极极化实验表明,LnSCM体系中各材料的极化过电位随温度的升高迅速降低,且阴极极化过电位较小,表明该体系材料对氧的还原有较好的催化性能;但热膨胀测试结果表明LnSCM体系材料的热膨胀系数与CGO相比较大.采用双层流延与等静压相结合的新型工艺制备了阳极支撑YSZ固体电解质复合膜,实现了大面积复合膜的共烧结,获得了平整、面积大于100×100mm2的复合膜膜材;考察了等静压对复合膜的影响,等静压之后的复合膜中阳极与电解质的结合比未经等静压的要好;同时测试了不同烧结温度下还原前阳极的气孔率,发现在复合膜的烧结温度下(1500℃),还原前阳极气孔率偏低;复合膜上阳极极化测试表明,阳极过电位随温度的升高而降低,在800℃,340mA/cm2,过电位仅为34.1mV.在阳极支撑电解质复合膜的基础上构建了单电池,考察了810℃不同氧化剂/燃料下单电池的性能.单电池在不同氧化剂/燃料气氛下开路电压与理论值接近,说明电池结构可靠,密封成功;当使用纯氢纯氧气体时,功率密度达49mW/cm<'2>的极大值.单电池的交流阻抗谱表现为两个部分重合的圆弧,分析表明,阻抗谱可用R<,B>(R<,1>C<,1>)(R<,2>C<,2>)等效电路来表示,阻抗谱第一个圆弧与复合阳极极化过程密切相关,而第二个圆弧与阴极极化过程有关.