陆浩田1,张毅蕾1,易子恒1,程 亮2,罗凌虹1,王乐莹1,徐 序1,
熊 斌1,曹希文1,江余婷3,袁孙涛4
(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研究中心,
江西 景德镇 333403;3. 长沙嘉热氢能源科技有限公司,湖南 长沙 410000;
4. 森村(景德镇)电子材料有限公司,江西 景德镇 333000)
摘 要:在固体氧化物电池领域,可逆对称电池(RS-SOCs)因具有高能量转换效率和制作简单的特点,展现出巨大的发展潜力。Sr1.85Fe1.3Co0.2Mo0.5O6−δ(SFCM)电极材料因为其兼具Fe与Co离子的氧化还原活性还有Mo的耐硫稳定性而被应用于对称电极。本文采用乙二胺四乙酸(EDTA)-柠檬酸双络合溶胶凝胶法去制备材料,用X射线衍射(XRD)、电化学性能测试(EIS和IV)和扫描电子显微镜(SEM)等对其进行测试分析,研究SFCM电极材料分别在氧化气氛和还原气氛下的性能。结果表明,SFCM在1200 ℃空气气氛下得到双钙钛矿结构Sr2Fe1.5Mo0.5O6相,其在900 ℃还原气氛下生成了少量的双钙钛矿结构Sr3FeMoO7相和立方结构CoFe合金相。采用SFCM-GDC作为电极,以SSZ电解质为支撑层的对称电池,单电池在SOFC模式下,800 ℃、3 vol.% H2O-97 vol.% H2为燃料的功率密度为0.52 W·cm−2,SOEC模式下,800 ℃、50 vol.% H2-50 vol.% CO2燃料气体,1.5 V下电流密度达到1.106 A·cm−2。
关键词:固体氧化物电池;双钙钛矿;可逆对称电池