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碳酸盐参杂Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(1.95)低温固体氧化物燃料电池电解质的制备及性能研究

张彦磊  
【摘要】: 本文通过对低温固体氧化物燃料电池(LT—SOFC)电解质—不同组分碳酸盐掺杂的Gd0.1Ce0.9O1.95的合成和电化学性能的测试,研究了微结构和不同组分对电解质的影响。 利用溶胶凝胶法(Sol—Gel)合成了Gd0.1Ce0.9O1.95,再分别制成含Li2CO353mol%,Na2CO347mol%复合盐,BaCO353mol%、SrCO347mol%复盐,Li2CO353mol%、SrCO347mol%复盐,与Gd0.1Ce0.9O1.95混合,其中复盐的比例为10%、20%、30%,烧结成电解质初粉。 利用甘氨酸—硝酸盐法(Glycine-nitrate Process)合成NiO,然后与电解质初粉按50:50的体积比混合,制成阳极初粉。将Li处理过的NiO与电解质混合制成阴极初粉。 将阳极、电解质、阴极用干压法制成直径13㎜,厚度1㎜的初胚。在600℃烧结1小时,形成阳极支撑的固体燃料电池。对单电池的电导率,微观形貌,DTA曲线以及单电池性能进行测试。 将单电池在400℃—650℃进行测试,结果显示:含LiNaCO3的电解质随着温度的增高,电池的功率密度和电流密度都在增加;在500℃以下时开路电压很小,500℃—650℃时在0.8V和0.9V之间;电池的功率密度最大为300mWcm-2,在600℃,30%的组分中获得。Li2/SrCO3参杂的电池最大功率在20%的组分中获得,为100mWcm-2(650℃)。Ba/SrCO3参杂的功率输出非常微弱。


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