中低温固体氧化物燃料电池LaBaCo2-yNbyO5+δ双钙钛矿阴极材料的制备及性能研究

高 原

(中国刑事警察学院，辽宁 沈阳 110854)

由于燃料电池已经成为当今社会不可或缺的能源供应装置，所以对于燃料电池的性能的改进显得尤为重要，而阴极材料的性能与燃料电池的性能密切相关，所以需要对燃料电池的阴极材料进行性能的改进，特别是对于固体氧化物燃料电池更是如此[1-2]。

固体氧化物燃料电池最大的特点之一：电解质是陶瓷制备的，全固态结构。它和其它的燃料电池相比，还有其它的一些特点：没有腐蚀性，可以在高温下运行，这样可以使反应速度加快，简化设备，更加清洁高效[3]。

由于SOFC阴极需要传导氧化性气体以及电子，所以燃料电池对阴极材料有一定特殊的要求：

(1)稳定性。因为阴极材料的特殊性，所以在实际的工作中，需要将工作温度调在室温到工作温度范围之内，因此，要求在氧化气氛中，阴极材料具有稳定的晶格类型[4]，化学稳定性和稳定的外部尺寸。

(2)电导率高。阴极材料需要具有足够高的电子导电率以满足生产和使用要求，同时也要降低欧姆极化率[5]。

(3)彼此相容性。阴极材料必须与其它元件相容，在室温以及操作温度下，相容性可以使得材料之间不发生极化，热膨胀系数不发生变化，避免第二相的生成[6]。

(4)热膨胀性。在整个工作范围内，阴极材料需要和其它元件保持一定匹配的热膨胀系数[7]，这样才能保证工作顺利进行，提高工作效率。

(5)多孔性。因为在燃料电池的整个工作温度范围内，需要燃料和反应物渗透电极进行反应[8]。……