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基于LSCF/SDC-BZCYYb极限电流氧传感器的研究

包金小 , 韩佳兴 , 宋希文 , 周芬

稀土

采用甘氨酸—硝酸盐法制备La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF)昆合导体致密扩散障碍层材料.采用溶胶凝胶-低温燃烧法制备Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)固体电解质材料和电子阻碍材料BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ(BZ-CYYb).用Pt浆粘合LSCF陶瓷与SDC-BZCYYb陶瓷,来制备致密扩散障碍层极限电流型氧传感器,对该氧传感器进行氧敏性能测试.测试结果表明:以LSCF做为致密扩散障碍层、SDC做为固体电解质的致密扩散障碍层极限电流型氧传感器在引入电子阻碍材料BZCYYb后,在700℃温度下,氧体积分数为0~21%范围内,均获得良好的极限电流平台,极限电流最大值达25 mA,出现极限电流平台的电压为0.5V ~ 1.7V,极限电流与氧体积分数呈良好的线性关系,响应时间约5s ~ 10s;测量误差约为±1%.研究结果为该传感器的实际应用提供了理论与实验依据.

关键词: 氧传感器 , 极限电流 , SDC , 致密扩散障碍层 , LSCF

聚合物协助燃烧法合成La0.8Sr0.2Co0.5Fe0.5O3-δ纳米粉体

陈静 , 刘丽娜 , 王方中 , 蒲健 , 池波 , 李箭

材料科学与工艺

为开发新型高性能中温固体氧化物燃料电池阴极材料,以La、Sr、Co和Fe的硝酸盐、葡萄糖和丙烯酰胺为原料,在pH=8-10的碱性条件,通过聚合物协助燃烧法制备了La0.8 Sr0.2 Co0.5 Fe0.5 O3-δ(LSCF)钙钛矿相纳米粉体.用XRD、SEM和TEM表征了LSCF粉体的相结构和微观形貌,结果显示,在测试范围内随着有机物用量增大,所得粉体粒径逐渐减小.此粉体制备的阴极具有良好的电化学催化活性,电极在700℃和750℃的极化电阻分别为0.72 Ω·cm2和0.11 Ω·cm2.该方法所制备的纳米颗粒均匀、粉体粒径较小、具有良好的电化学性能,满足固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料的使用要求.

关键词: 固体氧化物燃料电池 , LSCF , 聚合物协助燃烧法 , 阴极

La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ超细粉体的溶胶凝胶-自燃烧法制备及其性能表征

田长安 , 蔡铜祥 , 刘俊亮 , 杨晓伟 , 蔡俊 , 曾燕伟

稀有金属材料与工程

采用溶胶凝胶-自燃烧法合成La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF)复合氧化物粉体,用XRD、TG-DTA、TEM等对产物形成过程及微观结构进行了表征.结果表明,溶胶凝胶-自燃烧法一步合成了粒径为30~70nm的具有钙钛矿结构的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ超细粉体,粉体具有较高烧结活性,1100℃下烧结2 h相对密度达到95%.利用热膨胀仪测量发现样品从室温到1000℃的平均膨胀系数为19.3×10-6/K;直流四探针法电导测试表明,样品在200~600℃温度范围内电导率随温度的升高而升高,由580 S·cm-1升至最大值1000 S·cm-1,在600℃后样品的电导率随着温度的升高缓慢降低,样品的电导率在200~800℃温度范围内均高于580 S·cm-,能很好地满足中低温SOFC的使用要求.

关键词: 自燃烧 , LSCF , 电导率 , 超细粉体 , 电极

(La,Sr)MnO3/YSZ和La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ氧电极SOEC性能的比较研究

丁军锋 , 王蔚国 , 许赪

材料导报

构建了氧电极材料分别为(La,Sr)MnO3/YSZ(LSM/YSZ)和La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)的固体氧化物电解池(SOEC).在750℃、电流密度为0.25A/cm2的SOEC模式下,分别对两种类型的SOEC进行了约110h的电解实验.结果表明,LSM/YSZ可能是较好的SOEC氧电极材料.依据电化学表现、XRD和微观结构,阐述了两种类型SOEC氧电极性能表现的可能机理.

关键词: SOEC , 氧电极 , LSM/YSZ , LSCF

固体氧化物燃料电池多层复合阴极的制备及性能研究

李艳 , 吕喆 , 王洪涛 , 贾莉 , 苏文辉

功能材料

为了改善固体氧化物燃料电池的阴极热循环性能,采用喷涂方法在Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)电解质片的表面制备了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF)-(SDC)3层复合阴极,各层LSCF所占比例依次为40%、70%和100%(质量分数).X射线衍射结果表明,LSCF与SDC无明显的反应.每层材料的热膨胀系数随LSCF含量的增加而增大,电阻率随LSCF含量的增加而下降.SEM观测证明阴极呈现多孔的微结构,且与电解质表面接触良好.在中温(500~800℃)测得的阴极极化曲线和阻抗谱结果表明,多层阴极材料具有比单层LSCF阴极更好的电化学性能和热循环稳定性,5次热循环后性能衰退从58%下降到12%.

关键词: 固体氧化物燃料电池 , 多层复合阴极 , LSCF , SDC

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