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陶瓷学报2024年第03期:Ni掺杂Ba_(0.5)Sr_(0.5)(Co_(0.8)Fe_(0.2))_(1-x)Ni_xO_(3-δ)质子陶瓷燃料电池阴极的制备及电化学性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:绳阳;周晓亮;刘立敏;何非凡;唐阳;蒋星洲;

单位:西南石油大学化学化工学院;

摘要:通过镍掺杂策略改善了传统混合离子—电子导电氧化物Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)(BSCF)在质子陶瓷燃料电池(PCFCs)中的电化学性能。采用溶胶—凝胶法成功制备了Ba_(0.5)Sr_(0.5)(Co_(0.8)Fe_(0.2))_(1-x)Ni_xO_(3-δ)系列材料,并研究了Ba_(0.5)Sr_(0.5)(Co_(0.8)Fe_(0.2))_(0.9)Ni_(0.1)O_(3-δ)(BSCFN10)阴极与电解质Ba Zr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3-δ)(BZCY)之间的化学相容性和稳定性。通过构建对称电池评估电极的催化活性,结果表明BSCFN10阴极比BSCF具有更优越的催化活性。在700℃下含有3%水蒸气的氢气氛围内,相较于未掺杂的BSCF,BSCFN10阴极的峰值功率密度从380 m W·cm~(-2)提升到503 m W·cm~(-2),极化阻抗从0.21Ω·cm~2降低到0.12Ω·cm~2。此外,BSCFN10电极在电流密度为0.4 A·cm~(-2)下表现出良好的工作稳定性。实验表明BSCFN10阴极在PCFCs中具有良好的应用性能。

关键词:PCFCs;;BSCF阴极,过渡金属;;镍掺杂

基金资助:国家自然科学基金面上项目(22075231);; “氢能技术”国家重点研发计划(2021YFB4001502);; 四川省重点研发项目(省院省校科技合作)(2021YFSY0022)