论文部分内容阅读
Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC)由于能将固体氧化物燃料电池(SOFCs)的运行温度降低到600-800℃，成为目前最受关注的电解质材料之一。乙酸-丙烯酸法制备纳米GDC粉末的合成条件为:采用乙酸铈和乙酸钆为起始原料，丙烯酸对金属离子摩尔比(L/M)为0.5，表面活性剂为4×10-3g·ml-1的乙二醇(EG)。合成的纳米粉体通过TG-DTA、XRD、FT-IR、XRF、BET、SEM以及PSD等测试手段进行表征。结果表示，通过此方法合成的纳米粉体，颗粒粒径为50nm左右，分散良好基本无团聚。粉体烧结性能良好，在1500℃样品致密度达99.6％，电导率在600℃达0.014S·cm-1。本文对合成过程中的丙烯酸的作用原理进行了讨论，表明丙烯酸于合成进程中起了化学络合以及物理高分子网络双重作用。
采用机械球磨及流延相结合的方法制备了GDC10、GDC20、SDC10、SDC20四种流延基片，并对其1050，1150，1250，1350，1450℃下的烧结性能以及1450℃的电导率进行了比较。收缩率测试以及电镜照片表明，SDC20较其它三种样品，其烧结性能更加优越，烧结起点提前100℃。烧结的线收缩率大小排序为SDC20＞SDC10＞GDC20＞GDC10。电导率测试表明，600℃下，GDC10、GDC20、SDC10、SDC20的电导率分别为0.012、0.011、0.0084和0.0101S·cm-1。
离子、电子混合导体LaCo0.4Ni0.6O3-δ在中低温范围具有高电导率、高催化性能，是一种很有前途的固体氧化物燃料电池阴极材料。本论文探讨了LCN-GDC复合阴极的合成方法与性能研究。采用固液复合方法，合成的LCN阴极纳米粉体，在950℃煅烧后为立方钙钛矿相结构。通过SEM测试以及对称样品电性能的测试，确定了LCN-GDC复合阴极烧结温度为1150℃，LCN∶GDC质量比为7∶3。此LCN-GDC复合阴极于GDC基片上极化电阻Rp为0.08Ω·cm2@750℃，而于含GDC阻挡层的SSZ基片上为0.11Ω·cm2@750℃。