固体氧化物燃料电池钙钛矿型阳极材料结构及电化学性能的研究

为解决固体氧化物燃料电池（SOFC）Ni/YSZ阳极材料所存在的碳沉积和热循环稳定性差等问题，研究开发一种新型SrTiO3陶瓷阳极材料。针对SrTiO3材料所存在的催化活性低和电导率不理想等不足，拟通过A、B位掺杂和改变A、B位化学计量比等措施，在SrTiO3中引入不同种类的点缺陷，并改变其晶体场能级分布，以实现提高催化活性、改善电子电导和离子电导性、并控制其热膨胀系数的目的。主要研究不同掺杂元素及A或B的缺位对SrTiO3电导率、催化活性、热膨胀系数和热循环稳定性等的影响；分析不同掺杂元素在SrTiO3中的电荷补偿机制和催化作用机理；探明掺杂SrTiO3与常用SOFC电解质的化学相容性和热膨胀匹配性；同时研究电极反应动力学，并建立动力学模型；研究不同燃料气氛下掺杂SrTiO3阳极材料的电化学输出特性和抗碳沉积特性。该项目的完成将为高性能SOFC阳极材料的发展奠定理论基础并提供技术支持。