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基于BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ空气电极的可逆质子陶瓷膜电池性能研究

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采用柠檬酸络合-硝酸盐燃烧法合成的BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ(BCFZY)作为空气电极材料,组装了燃料电极支撑的可逆质子陶瓷膜电池(R-HCMC),并且探讨了单电池在不同工作模式下的电化学性能.结果表明:在900℃下合成的BCFZY表现为单一立方钙钛矿结构,在700℃燃料电池模式下,单电池最大输出功率为424.7 mW·cm-2、最低的极化阻抗为0.23 Ω·cm2;在电解模式下,电解电压为1.4 V时,最大电流密度为1 084 mW·cm-2、氢气产率为3.1 mL·min-1·cm-2.说明,BCFZY空气电极在中低温条件下表现出良好的电催化活性和结构与性能稳定性.
Research on the Performance of Reversible Proton Ceramic Membrane Cell Based on BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ Air Electrode
BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ(BCFZY)was synthesized by the citric acid complexation-nitrate combustion method,and then used as the air electrode material to fabricate a fuel electrode-supported reversible proton ceramic membrane cell(R-HCMC).The electrochemical performance of obtained R-HCMC under different operating modes was investigated.The results show that the BCFZY synthesized at 900℃ exhibits a single cubic perovskite structure.In fuel cell mode at 700℃,the maximum output power was 424.7 mW·cm-2,and the lowest polarization impedance was 0.23 Ω·cm2.In the electrolysis mode,when the electrolysis voltage is 1.4 V,the maximum current density was 1 084 mW·cm-2,and the hydrogen production rate was 3.1 mL·min-1·cm-2.The prepared BCFZY air electrode showed good electrical catalytical activity,and structure and performance stabilities under medium and low temperature conditions.

reversible ceramic membrane cellproton conductorpolarization resistanceoutput powerhydrogen production rateelectrochemical performancecombustion methodelectrode material

宋雅雯、张小珍、周成志、袁列鹏、王禧斌

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景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,江西 景德镇 333403

可逆陶瓷膜电池 质子导体 极化电阻 输出功率 产氢率 电化学性能 燃烧法 电极材料

江西省教育厅科学技术研究项目景德镇陶瓷大学研究生创新基金江西省大学生创新训练计划项目

GJJ211303JYC202126S202210408036

2024

10.20038/j.cnki.mra.2024.000104

材料研究与应用
广州有色金属研究院

材料研究与应用

影响因子：0.349
ISSN：1673-9981
年,卷(期)：2024.18(1)
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