EDTA-甘氨酸联合法制备LaAlO3基电解质材料及其电性能

采用EDTA-甘氨酸联合法(EGCP)合成具有钙钛矿结构的La0.90Sr0.10Al0.97Mg0.03O3-δ(LSAM)粉体。采用TG-DSC,XRD,ICP-OES和TEM对粉体进行表征。在750℃下,无定形结构的粉末直接转化为钙钛矿结构的LSAM粉体。经1000℃煅烧3 h后的粉体,团聚程度低,粒径分布均匀,平均粒径约为77 nm,具有良好的烧结性能。通过SEM对材料的显微结构进行观察并分析其对电性能的影响。采用直流四电极法在空气中测定材料的总电导率,在800℃时,EGCP合成的LSAM电解质的总电导率为1.50×10-2S.cm-1,比固相法的高47.1%。     

LaAlO3基电解质与阳极材料的化学相容性及电化学性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成La_0.90Sr_0.10Al_0.97Mg_0.03O_3-δ (LSAM)粉体, 成型后经1500 °C、5 h 烧结的样品, 900 °C时其电导率为1.11×10^-2 S·cm^-1. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜/X 射线能谱分析(SEM/EDX)和交流阻抗技术等表征手段研究NiO-Ce_0.9Gd_0.1O_1.95 (Ni-GDC)、Sr_0.88Y_0.08TiO₃ (SYT)和La_0.75Sr_0.25Cr_0.5Mn_0.5O₃(LSCM)三种阳极材料与LSAM电解质的化学相容性. 结果表明, SYT 和LSCM与LSAM的化学相容性欠佳,SYT中的Sr²⁺和Ti⁴⁺向LSAM晶格的扩散明显, LSCM中的Mn³⁺和Cr³⁺向LSAM晶格的扩散显著; 而Ni-GDC与LSAM具有良好的化学相容性, 在1300 °C下两材料间阳离子的相互扩散作用极小. 800 °C时Ni-GDC的比表面极化电阻(RASP)值为5.12 Ω·cm². LSAM 电解质(厚度为550 μm)支撑的Ni-GDC/GDC/LSAM/GDC/LSF(La_0.75Sr_0.25FeO₃)单电池, 在800 °C时电池的开路电压为0.925 V, 最大功率密度为19.5 mW·cm^-2.