直接甲烷中温SOFCs阴极材料SrCo0.8Fe0.125Zr0.075O3-δ的制备与性能研究
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燃料化学学报
- 网络首发时间：2025-03-31 15:39:28
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作者
吕秀清 孙海珍 路敏 何婧 陈
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单位
晋中学院化学化工系中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室公共技术服务中心山西大学分子科学研究所能量转换与存储材料山西省重点实验室
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摘要
SrCo0.8Fe0.2O3-δ不仅具有较高的氧还原催化活性，还具有优异的离子电子导电性，但SrCo0.8Fe0.2O3-δ结构不稳定、易和CO2反应限制了其在固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs）中的应用。本文通过Zr掺杂来提高SrCo0.8Fe0.2O3-δ的结构稳定性和抗CO2性能，合成了SrCo0.8Fe0.125Zr0.075O3-δ阴极材料，对其结构、热膨胀行为、电导率和抗CO2性能进行了研究。在200–850℃温度区间内，SrCo0.8Fe0.125Zr0.075O3-δ在空气中的最大电导率为321 S/cm、与电解质BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ（BZCYYb）具有良好的化学兼容性。采用阳极支撑型电池Ni-BZCYYb|BZCYYb|BZCYYb-SrCo0.8Fe0.125Zr0.075O3-δ，考察了直接以CH4为燃料，SrCo0.8Fe0.125Zr0.075O3-δ作为SOFCs阴极的可行性。在700℃、电池最大功率密度为526 mW/cm2。在650℃、电流密度350 mA/cm2、以97%CH4-3%H2O为燃料的条件下，电池运行50 h电压没有明显下降，表现出良好的稳定性。结果表明，Zr掺杂稳定了SrCo0.8Fe0.2O3-δ的结构、提高了抗CO2性能，SrCo0.8Fe0.125Zr0.075O3-δ可以作为直接CH4为燃料的SOFCs的阴极材料。
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关键词
SOFCs甲烷燃料阴极材料掺杂
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引用格式
吕秀清,孙海珍,路敏,等.直接甲烷中温SOFCs阴极材料SrCo0.8Fe0.125Zr0.075O3-δ的制备与性能研究[J/OL].燃料化学学报(中英文),1-8[2025-04-01].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1410.TQ.20250331.1030.002.html.
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