【摘 要】
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该文用传统的固相反应法合成了PrCexSrMnO(x=0,0.05,0.15,0.3,0.4)和PrSrMnCoxO(x=0,0.1,0.3,0.5)系列阴极(分别简称PCSM和PSMC).其中PCSM系列样品由于容限因子的限制,使得Ce
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该文用传统的固相反应法合成了Pr<,0.55-x>CexSr<,0.4>MnO<,3>(x=0,0.05,0.15,0.3,0.4)和Pr<,0.55>Sr<,0.4>Mn<,1-x>CoxO<,3>(x=0,0.1,0.3,0.5)系列阴极(分别简称PCSM和PSMC).其中PCSM系列样品由于容限因子的限制,使得Ce未能完全掺到晶格中,而CeO<,2>具有离子导电性,因此该系列样品相当于具混合导电性的复合材料,其三相反应界面增大,故随CeO<,2>掺入量的增多,过电位降低.PSMC系列阴极合成较好,由于B位Co的掺入,使得导电机制变得比较复杂,其中Co的掺入并没有达到降低过电位的目的.此外,从增大三相反应界面考虑,制备了复合阴极材料Pr<,0.55>Sr<,0.4>MnO<,3>+Ce<,0.9>Ca<,0.1>O<,1.9>(分别简称PPSM和CC10),由于CC10具有较高的离子电导率,且与PPSM的反应率较低,因此应比掺入YSZ时效果好,与此同时,考虑到此阴极与YSZ的热匹配性及烧结状况较差,因而采用了在电解质与电极间加入一层CC10电解质膜和在复合阴极中直接再掺入电解质YSZ两种办法,进一步考察了直接用CC10作电解质的情况,最后以效果较好的75﹪Pr<,0.55>Sr<,0.4>MnO<,3>+5﹪Ce<,0.9>Ca<,0.1>O<,1.9>+20﹪YSZ为阴极制备一单电池,测试了它的输出特性,得到在850℃下,其最大输出功率密度是0.226W·cm<,-2>,短路电流密度为0.969A.cm<,-2>,达到实际应用的标准.同时,将丝网印刷技术应用于阴极的制备上,文中阴极采用75﹪PPSM+25﹪YSZ,电解质为YSZ,从浆料的调配、阴极烧结工艺等多方面考虑,得到此种组合的阴极最佳制备条件是乙基纤维素和松油醇为有机溶剂(其中含乙基纤维素3﹪~10﹪),加上75﹪的阴极材料,丝印于电解质片上后,在1000℃下烧结2h.最后,从微结构和电化学性能方面阐述了各种条件对阴极性能的影响.
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