通过溶胶—凝胶法(Sol-gel)合成Sr2?xGdxFe1.5Mo0.5O6?δ(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)(SGxFM)固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极粉体材料,并进一步制备了SOFC电解质支撑型单电池.通过XRD物相、XPS光谱、SEM形貌、TGA和电化学测试等方法进行测试表征.结果表明,Sol-gel可以制备出呈单一结构的双钙钛矿阳极材料,随着Gd3+离子掺杂量的增加,XRD衍射峰出现偏移,这表明了Gd3+离子很好地掺入了Sr2Fe1.5Mo0.5O6?δ体系;由XPS光谱分析可知SG0.1FM有较高的Fe2+/Fe3+、Mo5+/Mo6+比和氧空位浓度.TGA结果显示,SG0.1FM表现最大的氧损失量,表明了SG0.1FM具有最高的氧空位浓度.单电池的SEM断面观察出电极材料呈现疏松多孔结构,电解质状态致密.以H2为燃料,以静态空气为氧化剂,测试温度为550℃～800℃,电化学测试结果表明:当Gd3+离子掺杂量x=0.1时综合性能最好,800℃下该阳极的极化阻抗为0.021Ω·cm2,最大功率密度达到264 mW·cm?2.综上表明,A位Gd3+离子掺杂可以提高SFM材料性能,且SG0.1FM性能最佳.

溶胶—凝胶法;双钙钛矿结构;A位掺杂;电化学性能

罗贵成;罗凌虹;程亮;王乐莹;刘邵帅;徐序;张双双

景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,江西景德镇 333403;景德镇陶瓷大学江西省燃料电池材料与器件重点实验室 江西景德镇 333001;景德镇陶瓷大学国家日用及建筑陶瓷工程技术中心 江西景德镇 333001

陶瓷学报

[1]罗贵成;罗凌虹;程亮;王乐莹;刘邵帅;徐序;张双双-.A位掺杂Gd3+对Sr2Fe1.5Mo0.5O6−δ材料的性能影响)[J].陶瓷学报,2022(06):1080-1088

5O6,xGdxFe1,SGxFM,SG0,1FM

Gd3+,Sr2Fe1,5Mo0,溶胶,凝胶法,Sol,gel,固体氧化物燃料电池,SOFC,粉体材料,电解质,单电池,XPS,TGA,电化学测试,测试表征,阳极材料,离子掺杂,掺入,光谱分析,Fe2+,Fe3+,Mo5+,Mo6+,氧空位,损失量,电极材料,松多,多孔结构,H2,氧化剂,最大功率,功率密度,mW,SFM,材料性能,双钙钛矿结构,电化学性能

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