Preparation and Electrochemical Properties of Cathode Materials Ln(2-x) Y (x) CuO(4+δ) for Solid Oxide Fuel Cell.
Preparation and Electrochemical Properties of Cathode Materials Ln(2-x) Y (x) CuO(4+δ) for Solid Oxide Fuel Cell.
复制标题
固体氧化物燃料电池正极材料Ln(2-x)Y(X)CuO(4δ)的制备及电化学性质
DOI：
10.1021/acsomega.2c06808
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发表时间：
2023-02-14
期刊：
影响因子：
4.1
通讯作者：
Xue, Liangmei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ni, Yang;Li, Songbo;An, Shengli;Du, Xu;Xue, Liangmei
采用溶胶-凝胶法合成了Ln 2-xYxCuO 4 +δ（Ln = Pr，Nd，Sm; x = 0，0.025，0.05，0.1）正极材料，并在1000 °C下煅烧24 h。对材料的相结构、热膨胀系数、电导率和电化学阻抗进行了表征。X射线衍射（XRD）结果表明，随着Y3+掺杂量的增加，各正极材料的晶胞体积均减小，且与Sm 0. 2Ce 0. 8 O 1. 9电解质具有良好的化学相容性。热膨胀测试表明，随着Y3+掺杂量的增加，Ln 2CuO 4 +δ的平均热膨胀系数降低。电导率测试表明，Y3+掺杂提高了Ln 2CuO 4 +δ的电导率，Pr 1. 975 Y 0. 025 CuO 4 +δ在800 °C时的电导率最高，为256 S. cm-1。交流阻抗测试表明，Y3+掺杂降低了Ln 2CuO 4 +δ的极化阻抗，Pr1.9Y0.1CuO4+δ在800 °C时具有最小的面积比电阻（ASR）为0.204 Ω·cm 2。因此，Pr1.975Y0.025CuO4+δ的性能最好，更适合作为固体氧化物燃料电池（SOFC）的阴极材料。
Ln2–xYxCuO4+δ (Ln = Pr, Nd, Sm; x = 0, 0.025, 0.05, 0.1) cathode materials were synthesized using a sol–gel method and calcination at 1000 °C for 24 h. The phase structure, coefficient of thermal expansion (CTE), electrical conductivity, and electrochemical impedance of cathode materials were characterized. X-ray diffraction (XRD) patterns show that the cell volume of each cathode material decreases with the increase in the Y3+ doping amount and has good chemical compatibility with the Sm0.2Ce0.8O1.9 electrolyte. The thermal expansion test shows that the increase in Y3+ doping reduces the average CTE of Ln2CuO4+δ. The conductivity test shows that Y3+ doping increases the conductivity of Ln2CuO4+δ, and Pr1.975Y0.025CuO4+δ has the highest conductivity of 256 S·cm–1 at 800 °C. The AC impedance test shows that Y3+ doping reduces the polarization impedance of Ln2CuO4+δ, and Pr1.9Y0.1CuO4+δ has a minimum area-specific resistance (ASR) of 0.204 Ω·cm2 at 800 °C. In conclusion, Pr1.975Y0.025CuO4+δ has the best performance and is more suitable as a cathode material for a solid oxide fuel cell (SOFC).
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