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燃料电池系统是一种高效而清洁的发电装置,被认为是21世纪的绿色能源。传统的高温固体氧化物燃料电池(SOFC)由于其高的操作温度,导致了材料选择的困难和成本的居高不下,降低电池的工作温度,使SOFC在中温(500～800 oC)条件下运行,可以在保持高温燃料电池优点的同时拓宽材料的选择范围,降低电池的制备和运行成本。而当前使用的传统阴极材料,只有在高温下才有较好的氧催化活性和电化学性质,随着工作温度的降低,阴极极化电阻大幅度增加,这使其难以满足在中温下使用的要求。因此,找到一种能在中温条件下具有很好性能的阴极材料是降低SOFC工作温度的关键。 许多研究认为:混合离子-电子导体是一种非常有前途的IT-SOFC阴极材料,由于具有较高的氧表面交换系数、高的氧空位浓度以及混合导体属性使其具有良好的氧催化活性。在以电子传导为主的阴极材料中掺入高离子导电的电解质是开发离子-电子混合电导阴极的有效方法。由于Bi2O3基电解质具有高的氧离子电导性,本文制备了一系列Bi2O3基复合阴极并研究其在中温下的电化学性能。 采用固相反应法制备Bi0.89Ba0.11O1.445(BSB)、Bi0.62Pb0.38O1.31(PSB)电解质粉体,并用XRD测试了电解质粉体的物相组成。将制备的电解质与Ag复合制备Ag-BSB、Ag-PSB复合阴极,用SEM观察了复合电极的断面结构,利用交流阻抗谱研究了电极在中温(500～700 oC)下的电化学性能。结果表明Ag-BSB在700 oC的界面电阻为0.12?·cm2,比Ag基其它复合阴极,如：Ag-SDC、Ag-YSZ的界面极化电阻要小得多,是中温固体氧化物燃料电池阴极很好的候选材料;而Ag-PSB电极虽然具有高的离子-电子电导,但由于电极微结构不够理想,导致界面电阻偏大,在700 oC的界面电阻为0.56?·cm2,其性能有待于进一步提高。 研究掺 Y0.25Bi0.75O1.5(YSB)的La0.8Sr0.2MnO3(LSM)系列阴极的性能。通过XRD测试粉体物相组成,利用交流阻抗谱研究了电极的电化学性能。实验结果表明:YSB的掺入改善了LSM电极性能,其中以掺入量为50vol％的复合电极性能最好,在700 oC的界面电阻为0.42?·cm2.