中温固体氧化物燃料电池阴极材料Nd2-xSrxCuO4的制备与性能研究
Synthesis and Performance of Nd2-xSrxCuO4 Cathode Materials for IT-SOFC
作者单位
郝举红 黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学省部共建教育部重点实验室哈尔滨 150080 
李 强 黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学省部共建教育部重点实验室哈尔滨 150080 
孙丽萍 黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学省部共建教育部重点实验室哈尔滨 150080 
赵 辉 黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学省部共建教育部重点实验室哈尔滨 150080 
霍丽华 黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学省部共建教育部重点实验室哈尔滨 150080 
摘要: 采用固相法合成了类钙钛矿结构的中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料Nd2-xSrxCuO4(简称NSC,x=0.0~0.1)。通过XRD和SEM对材料进行了表征。结果表明该阴极材料与电解质Ce0.9Gd0.1O1.9(CGO)在1 000 ℃烧结4 h后不发生化学反应,具有良好的化学相容性;且烧结后二者之间能形成良好的接触界面。利用交流阻抗谱研究了电极的性能。发现随着Sr掺杂量的增加,极化电阻逐渐减小,其中Nd1.93Sr0.07CuO4在空气中的极化电阻最小,750 ℃时仅为0.14 Ω·cm2。700 ℃时,电极反应的速率控制步骤为电极上发生的电荷转移过程。
关键词: 中温固体氧化物燃料电池  类钙钛矿结构氧化物  Nd2-xSrxCuO4
基金项目: 
Abstract: Perovskite-type cathode materials Nd2-xSrxCuO4(NSC) for intermediate temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) were prepared with the conventional solid state reaction methods. These powders were characterized by XRD and SEM. The results showed that NSC has no reaction with Ce0.9Gd0.1O1.9(CGO) at 1 000 ℃ in air and the electrode formed good contact with the electrolyte after sintered at 1 000 ℃ for 4 h. The electrochemical performance of the cathode was investigated using AC impedance spectroscopy. The polarization resistance decreased with the doping of strontium in the lattice. The optimum value of Nd1.93Sr0.07CuO4 resulted in 0.14 Ω·cm2 area specific resistance (ASR) at 750 ℃ in air. The charge transfer process was the rate-limiting step of the electrode reactions at 700 ℃ in air.
Keywords: intermediate temperature solid oxide fuel cell (ITSOFC)  perovskite-type oxide  Nd2-xSrxCuO4
 
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郝举红,李 强,孙丽萍,赵 辉,霍丽华.中温固体氧化物燃料电池阴极材料Nd2-xSrxCuO4的制备与性能研究[J].无机化学学报,2009,25(10):1818-1822.
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