催化学报

催化学报 ›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (9): 919-925.

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钐锶钴阴极/镧锶镓镁电解质界面的元素扩散

洪博 1,2, 张云 1,2, 涂宝峰 1, 程谟杰 1   

  1. 1 中国科学院大连化学物理研究所, 辽宁大连 116023 2 中国科学院研究生院, 北京 100049
  • 收稿日期:2009-09-25 出版日期:2009-09-25 发布日期:2009-09-25

Elemental Diffusion between Sm0.5Sr0.5CoO3-δ Cathode and La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ Electrolyte

HONG Bo1,2, ZHANG Yun1,2, TU Baofeng1, CHENG Mojie1,*   

  1. 1Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, Liaoning, China 2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • Received:2009-09-25 Online:2009-09-25 Published:2009-09-25

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摘要： 采用 X 射线衍射、扫描电镜及电化学方法考察了固体氧化物燃料电池钐锶钴 (Sm0.5Sr0.5CoO3-δ, SSC) 阴极烧结温度和时间对镧锶镓镁 (La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ, LSGM) 电解质的导电行为和电解质/阴极界面电化学性质的影响. 结果表明, 当 SSC 阴极的烧结温度由 1173 K 升高到 1323 K 时, LSGM/SSC 界面形成了 LaSrGaO4 和 LaSrGa3O7 杂相; 当烧结温度升高到 1373 K 时, 还形成了高电子电导率的 La-Sr-Co-O 复合化合物. Co 元素的扩散导致 LSGM 电解质电子电导率升高, 氧离子迁移数和电池开路电压降低. 延长 SSC 阴极烧结时间, LSGM 电解质的欧姆电阻增大, 电解质氧离子迁移数和电池的开路电压降低, 这是由于延长 SSC 烧结时间加剧了 LSGM/SSC 界面上高阻抗相 LaSrGaO4 和 LaSrGa3O7 的生成. 阴极中大量 Co 元素的扩散改变了 LSGM 电解质内部组成与结构.

关键词: 固体氧化物燃料电池, 镧锶镓镁, 钐锶钴, 电化学阻抗谱

Abstract: The cation diffusion from Sm0.5Sr0.5CoO3- (SSC) cathode to La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3- (LSGM) electrolyte results in the formation of second phase at the interface of LSGM/SSC, which changes the electrochemical properties of LSGM and the performance of the cells.

Key words: solid oxide fuel cell, lanthanum strontium magnesium gallium oxide, strontium-doped samarium cobaltite, electrochemical impedance spectroscopy