中低温SOFC阴极LnBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ的电化学性能研究(3)
解质材料要求有高的离子电导率和低的电子电导率，并且要求在氧化还原气氛中
保持稳定，适当的机械强度以及良好的致密性。此外，它与电池其他组件的化学
相容性和热膨胀系数要相匹配。目前，SOFC 的固体电解质材料主要分为萤石型
电解质和钙钛矿型电解质。萤石型电解质中拥有许多氧空位，氧离子的扩散主要
依赖于氧空位直接的跃迁。广泛使用的萤石型电解质有氧化钇稳定氧化锆即YSZ，
氧化铈系电解质（分为氧化钆掺杂氧化铈即GDC和氧化钐掺杂氧化铈即SDC）。
钙钛矿型电解质主要就是一系列的掺杂类的 LaGaO3。
2.2.2 阳极材料
SOFC 对阳极材料的要求主要为：能有效地实现氧化催化；有高的电子电
导率或混合电导率；在阳极的还原性环境内稳定；热膨胀系数与其他燃料电池元
件匹配；结晶结构有利于降低燃料的输运电阻；在化学和力学上稳定，不会发生
高温相变；能承受硫的污染。当前常用的阳极材料有金属和金属陶瓷复合材料。
Ni-YSZ是目前应用最为普遍的阳极材料之一。
2.2.3 阴极材料
有研究显示，在薄电解质的 SOFC 中，在 500到800℃的范围内，阴极的界
面电阻大约是整个电池总电阻的 70%到 85%。因此阴极材料的选择与性能的提
高显得至关重要。在固体氧化物燃料电池中阴极发生氧还原反应，因此阴极处于
高温氧气气氛中，这对阴极材料提出了很高的要求：电子电导率大于 100S/cm，
理论密度达到 70%，孔隙率达到 30%，与电解质有热膨胀性能的相容性，热和
化学稳点型、高催化活性等。在 SOCF中，阴极在限制电池性能方面起着重要作
用[7,8]。
在理想的 ABO3型钙钛矿结构中，B和 O离子构成 BO6八面体结构， 而8
个BO6通过共用O离子分布于立方体的8个顶点上， A离子位于立方体的中心，见图2.3[9]。
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