中温固体氧化物燃料电池Nd2NiO4+δ-Ce0.8Gd0.2O2-δ复合阴及性能研究

研究了Nd2NiO4+δ (NNO)-Ce0.sGd0.2O2-δ (CGO)复合化合物在中温固体氧化物燃料电池的性能,包括NNO-CGO复合阴极的烧结温度以及复合比例.采用流延法、丝网印刷法和高温烧结法相结合制备了尺寸为50mm×50 mm的平板式NiO-YSZ阳极支撑SOFC.单电池是由NiO-YSZ阳极支撑层、NiO-YSZ阳极功能层、YSZ电解质层,CGO阻挡层,NNO-CGO复合阴极层以及La0.6Sr0.4CoO3-δ (LSC)集流层共同组成.研究结果表明,当70NNO-30CGO复合阴极烧结温度为1000℃,单电池在800℃展现出最大功率密度385 mW/cm2 (0.7 V),欧姆阻抗、极化阻抗和面积比电阻分别为0.31、0.266和0.576Ω.cm2.电化学阻抗分析结果表明,电荷转移阻抗是电池极化阻抗的主要来源.测试后电池截面的SEM观察结果显示电池各层之间均展现出良好的烧结结合.同时,与前期研究结果比较可以发现,具有相同复合阴极层的电池增加CGO阻挡层后功率密度下降,欧姆阻抗增加,但极化阻抗却降低.