【摘 要】
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近年来固体氧化物燃料电池（SOFCs）得到了人们的广泛关注。中低温固体氧化物燃料电池（IT-SOFCs）可提高燃料电池的稳定性、降低电池运行成本、增加系统材料可选性。研发出中低温下
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近年来固体氧化物燃料电池（SOFCs）得到了人们的广泛关注。中低温固体氧化物燃料电池（IT-SOFCs）可提高燃料电池的稳定性、降低电池运行成本、增加系统材料可选性。研发出中低温下性能优异的阴极材料是降低固体氧化物燃料电池工作温度的重要部分。立方钙钛矿结构的SrCo0.8Ti0.15Nb0.05O3-δ（SCTN）阴极具有极大的电极电导率和氧渗透率以及稳定的相的结构。为了提高阴极和电解质之间的热匹配性和三相界面长度在阴极材料SCTN中加入不同质量的电解质Sm0.075Nd0.075Ce0.85O2-δ（SNDC）粉末制成复合阴极,并对复合阴极材料SCTN-SNDC作为SOFC的阴极的可行性和电化学性能进行研究。论文采用了固相法制备SCTN粉体,通过甘氨酸--硝酸盐法制备SNDC粉体,再用机械混合的方法制成了不同质量比的SCTN-xWt.%SNDC（x=0,10,20,30,40,50）复合阴极。并XRD测试结果表明,SCTN和SNDC混合物经过1150℃烧结10h后,SCTN和SNDC保持各自的衍射峰值没有出现新的衍射峰值,表明在高温下它们之间保持了各自的物相结构,没有发生化学反应。SCTN和SNDC之间具有良好的化学兼容性证明了SCTN和SNDC制成复合阴极的可行性。阻抗性能测试结果表明,复合阴极的最佳烧结温度为850℃。同时,随着SNDC电解质的加入,复合阴极的阻抗先降低后升高,当加入的SNDC的质量复合比例为30%时,半电池阻抗最低,在800℃为0.132Ω·cm2。SEM结果表明,经过850℃烧结5h的掺杂比30%复合阴极孔隙均匀,有良好的三维网状结构,单电池测试中,温度为800℃时,以SCTN-30%SNDC为阴极的单电池的功率密度为497.63 mW/cm2,而纯SCTN阴极的单电池仅为268.51 mW/cm2,功率密度增加了229.12 mW/cm2。
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