理论教育 全钙钛矿SOFC阳极材料优化——探索高效能源转化

全钙钛矿SOFC阳极材料优化——探索高效能源转化

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:全钙钛矿SOFC是一个颇具吸引力的概念。通常,钙钛矿电解质是基于镓酸镧的,钙钛矿阴极已经被广泛应用于SOFC,然而钙钛矿阳极并没有如此适用。Cr0.5Mn0.5O3已经被成功应用于以Co掺杂LSGM和La0.6Sr0.4CoO3阴极的全钙钛矿SOFC,使用0.6mm的电解质[64]在850℃的温度下达到了0.3Wcm-2的功率密度。使用Sr2MgMoO6-δ将能够达到更高的性能,但需要在钙钛矿阳极和电解质之间添加氧化铈夹层。

全钙钛矿SOFC阳极材料优化——探索高效能源转化

全钙钛矿SOFC是一个颇具吸引力的概念。结构上,它显示出优良的物理和热匹配的连贯界面结构。通常,钙钛矿电解质是基于镓酸镧的,钙钛矿阴极已经被广泛应用于SOFC,然而钙钛矿阳极并没有如此适用。很多具有潜力的钙钛矿阳极已经在本节进行了描述,并且已经有了一些将这些材料应用于全钙钛矿SOFC的早期成功案例。(La0.75Sr0.25)Cr0.5Mn0.5O3(LSCM)已经被成功应用于以Co掺杂LSGM和La0.6Sr0.4CoO3阴极的全钙钛矿SOFC,使用0.6mm的电解质[64]在850℃的温度下达到了0.3Wcm-2功率密度。使用流延成型做成的LSGM电解质和120μm的La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)和La0.75 Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)分别作为阴极材料和阳极材料,获得了一种传统的电解质支撑的具有良好功率输出的电池,在800℃的温度下,使用湿氢作为燃料,使用纯氧作为氧化剂时功率密度达到570mW/cm2[65]。一种以(La,Sr)(Ga,Mg)O3(LSGM)为电解质,通过干压和丝网印制综合制成的(La,Sr)(Ga,Mn)O3(LSGM)为阳极,(La,Sr)CoO3(LSC)为阴极的全钙钛矿SOFC,在氧和氢分别为阳极和阴极气氛的测试状态下生成的最大功率密度为350mW/cm-2(800℃)[66]。使用Sr2MgMoO6-δ将能够达到更高的性能,但需要在钙钛矿阳极和电解质之间添加氧化铈夹层。(www.daowen.com)

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