鎵酸鑭基固體氧化物燃料電池鎳-鐵-鎵酸鑭復合陽極的研究.pdf

1、摻雜的鎵酸鑭具有高的氧離子電導率、氧遷移數以及好的穩(wěn)定性，是一種有前景的中溫固體氧化物燃料電池(ITSOFC)電解質材料。高性能陽極的開發(fā)是以摻雜的鎵酸鑭為電解質的ITSOFC的重要研究內容。本文考察了Ni-Fe-鎵酸鑭復合陽極的化學穩(wěn)定性、電化學活性以及活化現象。 用浸漬法制各了系列Ni-Fe-鎵酸鑭復合陽極，并采用XRD技術考察了陽極的物相。結果表明，NiO與鎵酸鑭粉末具有良好的化學相容性，在經1473 K空氣中焙燒后的電極

2、中未觀察到新的物相。在高溫下，復合電極中金屬Ni與鎵酸鑭粉末在氫氣中發(fā)生反應。首次發(fā)現在陽極中摻入Fe可以顯著抑制Ni與鎵酸鑭的反應。Ni與鎵酸鑭的反應還受到摻雜的鎵酸鑭粉末的種類以及電極焙燒溫度的影響。 采用交流阻抗、直流極化等技術考察了Ni-Fe-La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3-δ(LSGMC5)復合陽極組成對于電化學性能的影響。隨著電極中Fe含量的增加，電極的歐姆電阻和極化電阻顯著減小。電極性能

3、的提高是由于Fe改善了電極以及電極/電解質界面的微觀結構、抑制了Ni與LSGMC5的副反應。電極中LSGMC5粉末含量對于電極催化氫氣及二甲醚電化學氧化反應的影響顯著不同，LSGMC5對于二甲醚的氧化具有特殊的催化作用。不同燃氣下，電極極化電阻均隨LSGMC5粉末含量的增加而減小，以二甲醚為燃氣時，LSGMC5摻雜量為30％的復合陽極具有最高的電化學性能。以氫氣為燃氣時，LSGMC5摻雜量為20％的陽極的電化學性能最高，隨著LSGMC5