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伴随着国际工业水平的高速发展以及人类生活水平的迅速提升,工业生产和人类生活所需的能源总量不断增加,传统能源已经不能完全满足社会所需,另外传统能源在使用过程中存在环境污染严重和能源使用率低等缺陷。因此,开发新型能源已经成为目前国际能源研究的一个重要方向,在众多新型能源中,固体氧化物燃料电池可直接把化学反应释放的能量应用于制造电能,其具有能量利用率高、燃料气体来源广、环保清洁等优点,极其适合在未来进行大面积推广。传统的高温固体氧化物燃料电池由于高温工作下的长时间工作的衰减问题以及制造和运行成本导致其商业化困难,为了满足市场应用的需求需要将其工作温度降低至中温(600 oC-800oC),电极材料在中温下的稳定性能有较大的提升,但是传统电极材料在中温下的电催化活性较差,在中温下同时具备良好的电催化活性以及长期稳定性的阴极成为目前研究的热点。BSCF是常见的钙钛矿阴极材料之一,在低和中等工作温度下具有较好的离子、电子导电性,作为阴极时它的电化学特性非常好,其与常用的电解质材料GDC也有着较好的化学稳定性以及热稳定性,但BSCF钙钛矿材料在含有CO2气体的气氛下稳定性差,容易与CO2反应,形成钡和锶的碳酸盐Ba1-xSrxCO3,导致电池的性能下降,长期稳定性较差。La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)是一个经典的高温固体氧化物燃料电池的阴极材料,具有较高的电子电导率和氧还原催化活性,但是较低的离子电导率限制了该材料在中温下的应用,因此我们可以结合这两个材料的优点,把LSM和BSCF两种材料进行复合形成核壳结构,将LSM作为壳层,BSCF作为核体,一方面可以避免BSCF与CO2接触,防止碳酸盐的生成,同时还可以弥补BSCF的电子电导率低的缺点,本实验采用固溶包覆法制备以LSM为壳层、BSCF为核体的LSM-BSCF核壳结构复合粉体,研究了具有不同LSM含量的复合粉体的抗CO2毒化性能,并制备了LSM-BSCF复合阴极,研究其电化学性能。本文采用溶胶凝胶法制备了BSCF粉体,通过XRD表明在900 oC烧结2 h,BSCF能够形成纯净的钙钛矿结构,BSCF粉体容易与CO2气体反应生成钡和锶的碳酸盐。通过丝网印刷法制备了BSCF阴极,运用电化学阻抗谱分析BSCF阴极在中低温工作状态的具有较低的极化阻抗值,600°C、650°C、700°C和750°C下分别为0.72、0.25、0.09和0.046Ωcm2,说明其具有较好的电化学性能。本实验采用固溶包覆法制备了具备不同质量比的LSM-BSCF粉体,研究了复合粉体的最佳成相温度,并测试这些粉体的抗CO2毒化能力,在LSM与BSCF的质量比为1:30时,其制备LSM-BSCF粉体具有较好的抗CO2毒化性能,具有较好的长期稳定性。通过扫面电镜和EDS元素面扫分析可以知道LSM颗粒较好地包覆在BSCF颗粒上,极大地减少了BSCF与CO2接触。通过丝网印刷法制备的LSM-BSCF复合阴极极化阻抗值Rp在600°C、650°C、700°C和750°C下分别为7.4、2.1、0.35和0.1Ωcm2,远远大于同等温度下的BSCF阴极的极化阻抗值,这是因为在LSM的含量能够达到防止BSCF颗粒被CO2毒化的同时,LSM层厚度过厚,而LSM在中低温下只具有电子导电性,不具有离子导电性,较厚的LSM壳层使复合阴极的三相界面减小,导致性能降低。