(Pr0.9La0.1)2(Ni0.74Cu0.21Ga0.05)O4+δ-Ce0.9Gd0.1O2-δ复合阴极的制备及电化学性质
Preparation and Electrochemical Properties of (Pr0.9La0.1)2(Ni0.74Cu0.21Ga0.05)O4+δ-Ce0.9Gd0.1O2-δComposite Cathode
作者单位E-mail
盛双 黑龙江大学化学化工与材料学院, 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080  
赵辉 黑龙江大学化学化工与材料学院, 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080  
郝举红 哈尔滨远东理工学院, 哈尔滨 150025  
孙丽萍 黑龙江大学化学化工与材料学院, 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080 lipingsun98@yahoo.com 
霍丽华 黑龙江大学化学化工与材料学院, 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080  
摘要: 采用EDTA-柠檬酸盐法制备了(Pr0.9La0.12(Ni0.74Cu0.21Ga0.05)O4+δ(PLNCG),并与Ce0.9Gd0.1O2-δ(CGO)形成复合阴极PLNCG-CGO。XRD和SEM分析结果表明PLNCG与CGO在1 000℃具有较好的化学相容性。电化学阻抗测试结果表明PLNCG-30% CGO复合阴极在700℃的极化电阻为0.092 Ω·cm2;过电位为39.3 mV时,电流密度达到113.3 mA·cm-2。氧分压分析表明电极反应的速率控制步骤为电荷转移过程。阳极支撑单电池(Ni-CGO/CGO/PLNCG-30% CGO)在700℃的最大输出功率密度达到569 mW·cm-2,开路电压(OCV)为0.76 V。综上结果预示PLNCG-30% CGO复合阴极是一种有发展前景的电极材料。
关键词: 中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)  复合阴极  PLNCG-CGO  电极反应
基金项目: 国家自然科学基金(No.51302069,51372073)、高等学校博士学科点专项科研基金(No.20132301110002)、黑龙江省自然科学基金(No.E2016051)和人事部留学人员科技活动择优资助项目(No.2014-240)资助。
Abstract: (Pr0.9La0.1)2(Ni0.74Cu0.21Ga0.05)O4+δ(PLNCG) is prepared by EDTA-citrate process, and forms composite cathode with Ce0.9Gd0.1O2-δ(CGO). XRD and SEM results demonstrate that PLNCG is chemical compatible with CGO at 1 000℃. The electrochemical measurements show that the polarization resistance (Rp) of PLNCG-30%CGO is 0.092 Ω·cm2 at 700℃. When the current density reaches 113.3 mA·cm-2, the cathode overpotential is only 39.3 mV at 700℃ in air. The oxygen partial pressure dependence of Rp indicates that the rate limiting step of the composite cathode is charge transfer process. The maximum power density of anode-support single cell (Ni-CGO/CGO/PLNCG-30% CGO) reaches 569 mW·cm-2 at 700℃ with open circuit voltage (OCV) of 0.76 V. These results imply that PLNCG-30% CGO can be considered as potential cathode material for IT-SOFCs.
Keywords: intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs)  composite cathode  PLNCG-CGO  electrode reaction
投稿时间:2016-07-08 修订日期:2016-10-14
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