将LSGM用作燃料电池方面的研究颇多。图4.19列出了以Sm_0.5Sr_0.5CoO₃为阳极、以Ni为阴极的燃料电池的最大功率密度及开路电位(OCV)与温度之间的关系^［40］。从中可看出，开路电位(OCV)随着运行温度的降低而升高；该结果与通过Nernst方程计算所得的理论值吻合。另外，与传统的LaCoO₃基阳极相比，采用Sm_0.5Sr_0.5CoO₃为阳极将在所有运行温度下均能改善其功率密度。电解质厚度为0.5mm，温度为1273K和873K时，其最大功率密度分别高于1.0W/cm²和0.1W/cm^2［40］。与使用YSZ为电解质的电池功率密度相比，其在873K时能获得较高功率密度。Goodenough及其合作者还进行了以LaGaO₃基氧化物为燃料电池电解质方面的研究^［41］。也有研究者报道以La_0.6Sr_0.4CoO₃为阳极、Ni-La掺杂的CeO₂金属陶瓷为阴极的中温燃料电池也能获得较大的功率密度。因其能获得较高功率密度，所以LSGM引起了研究者的广泛兴趣，认为其有望用作中温SOFC的电解质。

图4.19 以Sm_0.5Sr_0.5CoO₃为阳极、Ni为阴极的燃料电池的最大功率密度及开路电位(OCV)与温度之间的关系(电解质厚度为0.5mm)

通过在Ga位掺杂Co，LSGM的氧离子电导率得到了改善。与此同时，空穴电导率也随之增加。图4.20显示了1073K时开路电位和最大功率密度与LaGaO₃基氧化物电解质中掺钴量之间的函数关系^［40］。开路电位(OCV)随着Co浓度的增加而递减。特别需要指出的是，当Ga位掺钴量超过10mol％时，OCV显著降低；原因在于对掺杂钴离子后需要进行电荷补充，从而引起空穴电导率的增加。OCV与掺钴量之间的关系和氧离子迁移数基本吻合(见图4.10)。另一方面，功率密度随着掺钴量的增加而增加，并且Ga位掺钴量为8.5mol％时功率密度达到最大值。功率密度的改善可用因掺杂钴而致使阳离子电导率的增强来予以解释。当掺钴量进一步增加时，空穴导电就变得非常明显，导致电池短路，功率密度降低。因此，当使用掺钴量为8.5mol％的LSGM电解质时，即能获得最大功率密度。

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图4.20 1073K时LaGaO₃基氧化物电解质的开路电位及最大功率密度与其中掺钴量之间的函数关系

另一方面，电池的功率密度随着电解质厚度的降低而增加，因为其主内阻会出现内阻损失。图4.21显示了LSGMC-8.5电解质厚度为0.18mm的H₂-O₂电池在1073K和873K时的功率密度。电池的功率密度随着LSGMC电解质厚度的降低而增加。然而，开路电位显示出一种随着电解质厚度的降低而降低的趋势，这是因为电解质厚度增加时氧气泄漏的数量增加，同时LSGMC还出现少量空穴导电。电解质厚度为0.18mm时(见图4.21)，开路电位在873K时降低到0.94V。因此，从转换效率这个角度来看，电解质可能存在一个最佳厚度。然而，从图4.21中可明显看出，较薄的电解质可以获得较大的功率密度。在1073K和873K时的最大功率密度分别为1.58W/cm²和0.50W/cm²，如图4.21所示。873K时功率密度的实测值表明在低于873K下运行的SOFC可使用LSGMC薄膜电解质。最近也有人报道了使用La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.15Co_0.05O₃为电解质的大型电池(φ150mm)^{［42，43］}。基于使用LSGMC电解质的电池能获得较大的功率密度这一事实，三菱材料公司和Kansai电力公司联合开发了以LSGMC为电解质的电池堆，相关结果将在第9章中介绍。

图4.21 使用厚度为0.18mm LSGMC-8.5为电解质的H₂-O₂电池在1073K和873K时的发电性能