【摘 要】
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当今世界,化石能源告急和全球变暖的问题很严重。开发新材料和提高转化效率也是有效的解决方案。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）不受卡诺循环限制、效率高、燃料选择范围广等优点备受关注。二氧化碳作为温室效应和全球性气候变化的主要因素。如何减少排放或有效地将二氧化碳转化利用也引起了广泛的研究。固体氧化物电解池（Solid Oxide Electrolysis Cel
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当今世界,化石能源告急和全球变暖的问题很严重。开发新材料和提高转化效率也是有效的解决方案。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）不受卡诺循环限制、效率高、燃料选择范围广等优点备受关注。二氧化碳作为温室效应和全球性气候变化的主要因素。如何减少排放或有效地将二氧化碳转化利用也引起了广泛的研究。固体氧化物电解池（Solid Oxide Electrolysis Cell,SOEC）可以将二氧化碳转化为一氧化碳等有价值的燃料,也可以用作储能技术。非常具有应用前景。考虑到Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ是双钙钛矿材料,具有良好的氧化还原稳定性,它既可以作为SOFC的阴阳极,也可以作为SOEC的阴极。但是其催化活性较低。因此,选择以此材料为基底通过在A位引入La元素,研究La的引入对其结构和性能的影响。论文主要内容和结论如下:（1）采用甘氨酸-柠檬酸法合成了不同La掺杂量的Sr2-xLaxFe1.5Mo0.5O6-δ钙钛矿材料,并将其用作SOFC的对称电极,研究了其在不同碳基燃料下电化学性能。XRD结果表明当La含量低10%时可以获得纯相,Sr2-xLaxFe1.5Mo0.5O6-δ与电解质La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）具有良好的化学相容性。电导率和对称电池极化阻抗表明Sr2-xLaxFe1.5Mo0.5O6-δ更适合作为SOFC的阳极材料。以H2、CO、CH4和C3H8作为燃料时,850℃下SLFM10对称电池的峰值功率密度分别为769、561、439和653m W cm-2。（2）将Sr2-xLaxFe1.5Mo0.5O6-δ材料用作SOEC的阴极,研究了Sr2-xLaxFe1.5Mo0.5O6-δ对纯CO2电解的电化学性能。ECR结果表明La的引入提高了材料的氧表面交换系数和体扩散系数。700℃时,SFM、SLFM5和SLFM10的表面交换系数分别为9.71×10-6、2.03×10-5和3.39×10-5 cm~2 s-1,而体扩散系数分别为6.66×10-7,7.87×10-7和1.18×10-5 cm~2 s-1。SLFM10对称电池在850、800、750和700℃下的极化电阻分别为0.180、0.265、0575和2.281Ωcm~2。SLFM10作为阴极的LSGM支撑的电解池在850℃和1.5 V电压下电流密度达到-2763 m A cm-2,高于未掺杂的SFM阴极和先前报道的其他阴极材料。
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