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为了解决环境污染和能源危机问题,寻求新型高效、清洁无污染的可再生能源是社会发展的必然需要。固体氧化物燃料电池(SOFC)凭借着能量转换效率高,环境友好等特点,受到全世界广泛关注。阴极是实现SOFC中低温化的关键部件之一。因此,本文把研究新型IT-SOFC作为出发点,对Ca3Co2O6-δ阴极材料的物相、表面结构以及电化学性能进行详细的研究。在此基础上,通过在阴极中加入适量的电解质来改善阴极的性能,并对复合材料作为IT-SOFC阴极的可行性进行了相关的研究。本文利用溶胶-凝胶的方法合成了Ca3Co2O6-δ阴极材料,XRD测试结果表明Ca3Co2O6-δ阴极粉末经过850℃C烧结后,形成了密堆积钙钛矿结构。在800℃C,Ca3Co2O6-δ的电导率为9.55S cm-I。800℃C时Ca3Co2O6-δ阴极的极化电阻是0.427 Ω.cm2。在8000C,以Ca3Co2O6-δ为阴极的电解质支撑的单电池,其功率密度为394.1 mWcm-2,阳极支撑单电池的功率密度为307.26mWcm-2。为了扩大阴极、电解质和空气的三相界面以及提高氧的催化活性,本文利用机械合成法把Ca3Co2O6-δ阴极和SNDC电解质复合在一起,制得Ca3Co2O6-δ-xSNDC(x=0-50wt%)复合阴极。XRD测试结果表明,Ca3Co2O6-δ-50SNDC复合阴极经过9000C烧结10小时后,Ca3Co2O6-δ和SNDC没有发生化学反应,说明Ca3Co2O6-δ和SNDC之间具有较好的化学兼容性。SEM结果表明,经过8000C烧结的复合阴极孔隙均匀,形成了较好的三维网状结构。8000C时Ca3Co2O6-s-30SNDC复合阴极的极化电阻是0.28 Ω.cm2,与Ca3Co2O6-δ (0.427 Ω.cm2)阴极相比,极化电阻减小了0.147 Ω.cm2。8000℃以Ca3Co2O6-δ-30SNDC为阴极的阳极支撑单电池的功率密度为406.28 mWcm-2,与Ca3Co2O6-δ阴极相比,功率密度增加了99.02 mWcm-2.综合所述,如果进一步优化制作工艺,Ca3Co2O6-δ材料和复合材料是一种很有潜能的IT-SOFC阴极材料。