罗贵成^{1, 3}，罗凌虹¹，程亮^{2, 3}，王乐莹^{1, 3}，刘邵帅³，徐序^{1, 3}，张双双^{1, 3}

(1. 景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院，江西 景德镇 333403；2. 景德镇陶瓷大学 国家日用及建筑陶瓷工程技术中心 江西 景德镇 333001；3. 景德镇陶瓷大学 江西省燃料电池材料与器件重点实验室 江西 景德镇 333001)

摘  要：通过溶胶—凝胶法(Sol-gel)合成Sr_2−xGd_xFe_1.5Mo_0.5O_6−δ(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)(SG_xFM)固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极粉体材料，并进一步制备了SOFC电解质支撑型单电池。通过XRD物相、XPS光谱、SEM形貌、TGA和电化学测试等方法进行测试表征。结果表明，Sol-gel可以制备出呈单一结构的双钙钛矿阳极材料，随着Gd³⁺离子掺杂量的增加，XRD衍射峰出现偏移，这表明了Gd³⁺离子很好地掺入了Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6−δ体系；由XPS光谱分析可知SG_0.1FM有较高的Fe²⁺/Fe³⁺、Mo⁵⁺/Mo⁶⁺比和氧空位浓度。TGA结果显示，SG_0.1FM表现最大的氧损失量，表明了SG_0.1FM具有最高的氧空位浓度。单电池的SEM断面观察出电极材料呈现疏松多孔结构，电解质状态致密。以H₂为燃料，以静态空气为氧化剂，测试温度为550 ℃～800 ℃，电化学测试结果表明：当Gd³⁺离子掺杂量x=0.1时综合性能最好，800 ℃下该阳极的极化阻抗为0.021 Ω•cm²，最大功率密度达到264 mW•cm⁻²。综上表明，A位Gd³⁺离子掺杂可以提高SFM材料性能，且SG_0.1FM性能最佳。

关键词：溶胶—凝胶法；双钙钛矿结构；A位掺杂；电化学性能