| 钴掺杂Sr1.5La0.5MnO4的合成及高温电化学性能研究 |
| Synthesis and High Temperature Electrochemical Properties of Co-doped Sr1.5La0.5MnO4 |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 范宇航 | 黑龙江大学化学化工与材料学院, 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080 | | | 孙丽萍 | 黑龙江大学化学化工与材料学院, 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080 | | | 霍丽华 | 黑龙江大学化学化工与材料学院, 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080 | | | 赵辉 | 黑龙江大学化学化工与材料学院, 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080 | zhaohui98@yahoo.com | | Jean-Marc Bassat | CNRS, Université
de Bordeaux, ICMCB, 87 avenue du Dr. A. Schweitzer, F-33608 Pessac-Cedex, France | | | Aline Rougier | CNRS, Université
de Bordeaux, ICMCB, 87 avenue du Dr. A. Schweitzer, F-33608 Pessac-Cedex, France | | | Sébastien Fourcade | CNRS, Université
de Bordeaux, ICMCB, 87 avenue du Dr. A. Schweitzer, F-33608 Pessac-Cedex, France | | | Jean-Claude Grenier | CNRS, Université
de Bordeaux, ICMCB, 87 avenue du Dr. A. Schweitzer, F-33608 Pessac-Cedex, France | |
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| 摘要: 采用EDTA-柠檬酸法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Sr1.5La0.5Mn1-xCoxO4（SLMCOx），并利用粉末X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）以及电化学交流阻抗谱（EIS）进行表征。结果表明，该材料与Ce0.9Gd0.1O1.95（CGO）在1 200℃烧结12 h不发生化学反应。随着Co掺入量的增加，氧化物中Mn3+和Co2+含量增多，晶格氧含量降低，晶格畸变率增大。交流阻抗谱（EIS）测试结果显示，钴的掺杂明显降低电极的极化电阻，其中Sr1.5La0.5Mn0.7Co0.3O4阴极在700℃空气中的极化电阻为0.62 Ω·cm2，明显小于Sr1.5La0.5MnO4阴极在750℃的极化电阻（1.5 Ω·cm2），表明钴掺杂的Sr1.5La0.5Mn1-xCoxO4是一种潜在的IT-SOFC阴极材料。 |
| 关键词: 中温固体氧化物 燃料电池 阴极材料 |
| 基金项目: 国家自然科学基金（No.51302069，51372073）、高等学校博士学科点专项科研基金（No.20132301110002）和人事部留学人员科技活动择优项目（No.2014-240）资助。 |
| Abstract: Sr1.5La0.5Mn1-xCoxO4 (SLMCOx) cathode materials for IT-SOFCs (intermediate temperature solid oxide fuel cells) were synthesized by EDTA-citric acid method and characterized by XRD, XPS and EIS, respectively. The results show that SLMCOx has no reaction with Ce0.9Gd0.1O1.95 at 1 200℃ for 12 h. Both the amount of Mn3+ and Co2+ in the oxide increase with the Co doping concentration; at the same time the content of lattice oxygen reduces, and the distortion ratio (c/a) of the lattice increases. The EIS results show that Co-doping dramatically reduces the polarization resistance (Rp) of SLMCOx cathode. The Sr1.5La0.5Mn0.7Co0.3O4 has the lowest Rp of 0.62 Ω·cm2 at 700℃ in air, which is clearly smaller than the Rp value of Sr1.5La0.5Mn0.7O4 that measured at 750℃ (1.5 Ω·cm2). Our results indicate that the Co doped Sr1.5La0.5Mn1-xCoxO4 is potential cathode material for IT-SOFC. |
| Keywords: intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) cathode material |
| 投稿时间：2016-01-17 修订日期：2016-06-11 |
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| 范宇航,孙丽萍,霍丽华,赵辉,Jean-Marc Bassat,Aline Rougier,Sébastien Fourcade,Jean-Claude Grenier.钴掺杂Sr1.5La0.5MnO4的合成及高温电化学性能研究[J].无机化学学报,2016,32(10):1730-1738. |
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