基于La0.8Ca1.2Fe0.9Co0.1O4-δ对称电池的制备与性能研究

以Y0.15Zr0.88O2-δ(YSZ)为电解质,利用溶胶—凝胶法制备了La0.8Ca1.2Fe0.9Co0.1O4-δ(LCFC)钙钛矿材料并同时作为固体氧化物电池的燃料极和空气极,Gd0.1Ce0.9O2-δ(GDC)作为阻挡层防止电极材料与电解质反应,制备得到了对称固体氧化物电池LCFC|GDC|YSZ|GDC|LCFC.采用X射线衍射研究了 LCFC材料的物相结构以及化学稳定性,四电极法测量了材料的高温电导率,并测试了材料的热膨胀系数.评估了对称电池在燃料电池模式(SOFC)和电解池模式(SOEC)下的电化学性能与稳定性,并利用扫描电镜观察了电池测试后的微观形貌.实验结果表明,在SOFC模式下,850℃时以湿H2为燃料的最大功率密度可达0.11 W·cm-2,电解纯CO2时,在850℃、2 V电压下的电解电流密度可达0.75 A·cm-2,稳定性测试结果表明,电池具有良好的性能和结构稳定性.结果证明,LCFC材料是一种有发展前景的对称电池电极材料.