郑州大学学报(理学版)  2020, Vol. 52 Issue (2): 95-101  DOI: 10.13705/j.issn.1671-6841.2019139

引用本文  

蔡彬, 宋腾飞, 刘洋, 等. 高性能H-SOFC质子阻塞复合阴极材料PBSF-SDC[J]. 郑州大学学报(理学版), 2020, 52(2): 95-101.
CAI Bin, SONG Tengfei, LIU Yang, et al. High Performance H-SOFC Proton-blocking Composite Cathode Material PBSF-SDC[J]. Journal of Zhengzhou University(Natural Science Edition), 2020, 52(2): 95-101.

基金项目

国家自然科学基金项目(51371160)

通信作者

宋腾飞(1993—),男,河南安阳人,硕士研究生,主要从事固体氧化物燃料电池的研究,E-mail: 1058668548@qq.com

作者简介

蔡彬(1971—),男,重庆人,教授,主要从事金属材料和功能陶瓷材料的研究,E-mail: bcai@zzu.edu.cn

文章历史

收稿日期:2019-04-23
高性能H-SOFC质子阻塞复合阴极材料PBSF-SDC
蔡彬, 宋腾飞, 刘洋, 武常辉, 卢飞, 苏金瑞    
郑州大学 物理工程学院 材料物理教育部重点实验室 河南 郑州 450001
摘要:采用EDTA-柠檬酸络合法制备了新型的无钴钙钛矿氧化物Pr0.5Ba0.25Sr0.25FeO3-δ(PBSF),XRD分析表明PBSF为立方钙钛矿结构,同时与Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)和BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ(BZCY)在1 000 ℃时具有良好的化学相容性。PBSF的热膨胀系数为15.2×10-6 K-1,明显低于Co基钙钛矿材料。以PBSF-SDC为阴极、NiO-BZCY为阳极、BZCY为电解质的单电池在750 ℃时最大功率密度为(865±38) mW/cm2,极化电阻为0.092 Ω·cm2。结果表明,PBSC-SDC质子阻塞型复合阴极在H-SOFCs中具有潜在的应用前景。
关键词H-SOFCs    质子阻塞复合阴极    立方钙钛矿PBSF    电化学性能    热膨胀系数    
High Performance H-SOFC Proton-blocking Composite Cathode Material PBSF-SDC
CAI Bin, SONG Tengfei, LIU Yang, WU Changhui, LU Fei, SU Jinrui    
Key Laboratory of Material Physics of Ministry of Education, School of Physics and Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China
Abstract: A novel Co-free perovskite oxide powder Pr0.5Ba02.5Sr0.25FeO3-δ (PBSF) was prepared by EDTA-citric acid complexation method. XRD analysis showed that PBSF was cubic perovskite structure. At the same time, a good chemical compatibility was observed among PBSF, Ce0.8Sm0.2O1.9 (SDC) and BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ (BZCY). The thermal expansion coefficient of PBSF was 15.2×10-6 K-1, which was obviously better than that of Co-based perovskite material. The maximum power density and polarization resistance at 750 ℃ of single cell with NiO-BZCY|BZCY|PBSF-SDC configuration were (865±38) mW·cm-2 and 0.092 Ω·cm2, respectively. The results suggested that the proton-blocking composite cathode PBSF-SDC had a good application prospect in H-SOFCs.
Key words: H-SOFCs    proton-blocking composite cathode    cubic perovskite PBSF    electrochemical performance    thermal expansion coefficient    
0 引言

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells,SOFCs)作为一种清洁、高效的电化学发电装置,有助于解决环境污染和能源紧张问题[1-2]。SOFCs分为氧离子导体基固体氧化物燃料电池(oxide-ion conductor based SOFCs,O-SOFCs)和质子导体基固体氧化物燃料电池(the proton conducting SOFCs,H-SOFCs)。虽然H-SOFCs研究起步较晚,但是由于具有较低的离子传导活化能和较高的燃料利用效率等优点,得到国际上广泛重视[3-4]。此外,H-SOFCs的反应产物水是在阴极处产生,并且电池内部的极化电阻主要是由阴极/电解质界面极化所引起,因此研究阴极材料具有重要意义[5]

不同稀土和金属元素掺杂BaFeO3的离子、电子混合导体作为SOFCs阴极材料得到了广泛研究。相对于含Co阴极材料而言,BaFeO3基阴极材料具有较高浓度氧空位和低成本等优点[6]。通常认为,在H-SOFCs阴极材料中加入质子导体,如电解质材料,可增大三相反应界面从而提高单电池的输出性能[7-9],但Sun等发现,以NiO-BZCY为阳极、BZCY为电解质、立方钙钛矿材料Ba0.5Sr0.5FeO3-δ(BSF)与氧离子导体SDC的混合材料为质子阻塞复合阴极构成的单电池,在750 ℃时的最大功率密度为792 mW/cm2,这是当时文献报道的BZCY基单电池的最大功率密度[10]。进一步工作表明,相对于质子导体复合阴极而言,质子阻塞复合阴极具有更好的电化学性能[11]。Zhao等在以质子阻塞Sm0.5Sr0.5CoO3-δ(SSC)-SDC为阴极的H-SOFC中也观察到了类似现象,并对其进行了深入分析,认为当氧空位扩散和氧离子运输为阴极反应的主要控制因素时,质子阻塞复合阴极比质子导体复合阴极更有利于提高单电池性能[12]

尽管Co基钙钛矿氧化物中Pr掺杂研究有很多[13-14],但Fe基阴极材料中Pr掺杂研究还较少。此外,考虑到Pr掺杂可提高离子电子混合导体的导电性,且质子阻塞复合阴极具有更好的性能,本文通过Pr部分替代Ba0.5Sr0.5FeO3-δ钙钛矿氧化物中的Ba和Sr,获得新型钙钛矿氧化物Pr0.5Ba0.25Sr0.25FeO3-δ(PBSF),与Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)混合制成质子阻塞型复合阴极材料PBSF-SDC。在相结构分析、化学相容性和热膨胀系数测量基础上,研究了NiO-BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ(BZCY)|BZCY|PBSF-SDC单电池的电化学性能。

1 试验方案 1.1 粉体制备

PBSF、SDC、BZCY和NiO-BZCY粉体均采用EDTA-柠檬酸络合法制备[15]。以PBSF的合成为例,步骤如下:

① 按照化学计量比称量Pr(NO3)3·6H2O、Ba(NO3)2、Sr(NO3)2、Fe(NO3)3·9H2O,溶于去离子水形成溶液;

② 以EDTA(质量浓度99.5%)和柠檬酸(质量浓度99.8%)为络合剂和助燃剂加入溶液中,EDTA和柠檬酸与溶液中金属离子物质的量为1:1:1;

③ 在溶液中加入适量的氨水将pH值调至7,利用恒温加热磁力搅拌器80 ℃水浴加热6 h得到湿凝胶,移至电炉上继续加热到自燃,得到初级粉体;

④ 将得到的初级粉体在高温箱式炉中1 000 ℃下煅烧6 h得到PBSF粉体。

合成BZCY粉体所用的原料为Ba(NO3)2、Zr(NO3)4·5H2O、Ce(NO3)4·6H2O和Y(NO3)3·6H2O; 合成SDC粉体所用的原料为Sm2O3和Ce(NO3)4·6H2O,其中Sm2O3先溶于浓硝酸中制备成硝酸盐溶液; 合成NiO-BZCY粉体所用的原料为Ba(NO3)2、Zr(NO3)4·5H2O、Ce(NO3)4·6H2O、Y(NO3)3·6H2O和Ni(NO3)2·6H2O,其中NiO和BZCY的质量比是6:4。BZCY和NiO-BZCY初级粉体分别在高温箱式炉中于1 000 ℃煅烧5 h,SDC初级粉体在高温箱式炉中于700 ℃煅烧5 h,得到最终粉体。

1.2 单电池制备

采用共压法制备阳极支撑半电池[16-17],首先将阳极粉体在单轴200 MPa下压制,然后将电解质BZCY粉体与阳极片在300 MPa共压制备,在高温箱式炉中1 350 ℃煅烧5 h,得到阳极支撑具有致密电解质膜的半电池。质子阻塞复合阴极PBSF-SDC的质量比为7:3,与文献[10]相同。将PBSF、SDC、乙基纤维素和松油醇按质量比7:3:1:10混合,研磨2 h使其充分混合均匀制备成阴极浆料。将阴极浆料涂到半电池BZCY电解质膜上,烘干后在高温箱式炉中于950 ℃烧结3 h得到单电池,阴极面积为0.237 cm2

1.3 性能表征

用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD; Rigaku D/max-2500/PC,CuKα辐射)对合成的粉体进行物相分析。同时,用XRD分析研究PBSF与SDC和电解质BZCY的化学相容性,将3种粉体按照质量比1:1:1混合,在室温下研磨1 h,然后在1 000 ℃下共烧6 h,对混合共烧后的粉体做XRD物相结构分析。扫描2θ范围为20°~90°,扫描速度为10°/min,步长为0.01°。

采用国产直流电子负载电池测试系统(ITech electronics,型号IT 8511)测试单电池的功率密度,将单电池固定在氧化铝管的一端,用导电胶进行封装,银浆涂覆在阴极表面进行电流收集,银丝作导线。测试温度范围为600~750 ℃,每隔50 ℃测一次。测试条件为:阳极端通入湿润的氢气(湿度:3%H2O; 速率:30 mL/min)作为燃料,阴极端暴露于静态空气中,以空气中的氧气作为阴极氧化剂。用阻抗分析仪(上海辰华,CHI650E)测量单电池在开路条件下的电化学阻抗谱(AC信号:5 mV; 频率范围:0.1~100 kHz)。采用国产STR-B型多功能直流电阻测试仪,通过van der Pauw四电极法[18]来测量PBSF的电导率,样品在1 200 ℃烧结6 h形成圆片状,所测样品厚度为1 mm。

用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM, JSM-6700F)观察经过电化学测试后的单电池微观结构。利用高温线性膨胀仪(LINSEIS DIL-L76)测试BZCY、PBSF和PBSF-SDC(PBSF:SDC质量比7:3)的热膨胀系数,样品在1 250 ℃烧结6 h成致密材料后进行打磨,所测样品直径为10 mm,高为3.5 mm。采用升温测量,升温速率为5 ℃/min,范围为20~750 ℃。

2 结果与讨论 2.1 晶体结构与化学相容性分析

图 1为烧结态PBSF、BZCY和SDC 3种粉体,及其混合物经1 000 ℃、6 h共烧后的XRD图谱,并对图中衍射峰进行了标定。由图可知,PBSF、BZCY和SDC粉体均呈单一相,无明显杂峰。利用PowderX软件对3种粉体衍射峰进行分析。表 1是对应的标准卡片、晶系、空间群、拟合的晶格常数和晶胞体积。其衍射峰位与Ba0.5Sr0.5FeO3-δ[10]和Ba1-xLaxFeO3-δ(x=0.1~0.6)[19]等类似,PBSF也为立方钙钛矿结构。BZCY为立方钙钛矿结构,SDC为立方萤石结构,其衍射峰位与文献结果一致[10, 20]。此外,3种粉体混合共烧后的XRD谱仍呈现出PBSF、SDC、BZCY的独立相结构,且相应峰位也未发生明显偏移,这表明3种粉体在高温条件下具有良好化学相容性。

图 1 PBSF、SDC、BZCY 3种单独粉体及其混合共烧后的XRD Fig. 1 Powder XRD patterns of PBSF, SDC, BZCY and co-fired PBSF-SDC-BZCY

表 1 粉体晶格常数拟合结果 Tab. 1 Fitted lattice constant of powders

早在1926年,Goldschmidt容忍因子t就被提出用来判断ABO3型氧化物是否为钙钛矿结构,其公式为

$ t=\frac{r_{A}+r_{0}}{\sqrt{2}\left(r_{B}+r_{0}\right)}, $ (1)

式中:rArBrO分别代表A3+B3+和O2-的离子半径[21]t在0.77~1.1之间时,ABO3化合物为钙钛矿结构; t < 0.77时,以铁钛矿形式存在; t>1.1时,以方解石或文石型存在。在PBSF中,Pr3+、Ba2+、Sr2+、Fe3+和O2-离子半径分别为0.130 nm、0.161 nm、0.144 nm、0.064 5 nm和0.140 nm[22],代入式(1)得t=0.972,这也证实了PBSF晶体结构为钙钛矿型结构。

2.2 微结构观察

图 2(a)是单电池PBSF-SDC|BZCY|NiO-BZCY经过电化学性能测试后的截面SEM图像,电解质厚度在12 μm左右。单电池在经升降温测试后,阴极层与电解质膜仍紧密结合,形成良好的阴极/电解质界面,无开裂和分层的迹象,表明单电池可以持久工作。图 2(b)是阴极层的高倍照片,阴极层颗粒大小分布均匀,无明显的团聚现象,有利于提高燃料电池的电化学性能; 同时孔洞整体分布均匀有序,有利于增加三相界面的催化活性位点,对燃料电池的输出性能有积极影响。

图 2 单电池经电化学测试后的SEM照片 Fig. 2 SEM photos of single cell after electrochemical test
2.3 功率密度

图 3是单电池PBSF-SDC|BZCY|NiO-BZCY的I-VI-P曲线。在600 ℃、650 ℃、700 ℃和750 ℃时,开路电压分别为1.003 V、1.001 V、0.988 V和0.970 V; 最大功率密度分别为(153±11、303±17、486±20、865±38) mW/cm2。在750 ℃时,以PBSF-SDC为阴极制作的单电池功率密度(865±38) mW/cm明显高于以BSF-SDC为阴极的单电池功率密度(792 mW/cm)[10]。由于PBSF相对于BSF是Pr3+对Ba2+、Sr2+进行了部分置换,电子浓度得到了增加,从而提高了电化学性能。

图 3 单电池在600 ℃、650 ℃、700 ℃和750 ℃时I-VI-P曲线 Fig. 3 The I-V and I-P curve of the single cell at 600 ℃, 650 ℃, 700 ℃ and 750 ℃
2.4 阻抗谱和电导率分析

图 4(a)是单电池PBSF-SDC|BZCY|NiO-BZCY的电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)。由图 4(a)可观察到阻抗谱曲线由两段弧组成,因此选取图 4(b)作为拟合EIS所用的等效电路图。在等效电路中,L是由连接线或设备的高频相移引起的电感; 电阻R0对应于单电池的欧姆电阻; R1R2分别代表高频部分和低频部分的极化电阻; CPE1CPE2是恒定的相位元件[23]。电池的总极化电阻RpR1R2之和,电池的总电阻RtR0Rp之和。通过软件Zview对EIS进行拟合,结果如表 2所示。在750 ℃时,PBSF-SDC|BZCY|NiO-BZCY单电池总电阻为(0.284±0.005) Ω·cm2,明显低于BSF-SDC|BZCY|NiO-BZCY单电池的总电阻(0.314 Ω·cm2)[10],这也表明本文制备的单电池具有更高的性能(图 3)。同时,本实验电解质厚度(12 μm)比文献[10]中的电解质厚度(20 μm)薄,也有利于降低单电池总电阻。

图 4 单电池PBSF-SDC|BZCY|NiO-BZCY的电化学性能 Fig. 4 Electrochemical performance of single cell PBSF-SDC/BZCY/NiO-BZCY (a)单电池在600 ℃、650 ℃、700 ℃和750 ℃时EIS; (b)拟合EIS所用等效电路图

表 2 阻抗谱拟合结果 Tab. 2 Fitting results of EIS spectra

图 5是致密PBSF电导率温度关系。由图可知,在350 ℃以下,PBSF电导率随温度升高而增大,表现出类半导体导电行为; 而在350 ℃以上,电导率随温度升高快速下降,则表现出明显的类金属行为; 即PBSF在350 ℃附近存在类半导体向类金属转变[24]。此外,在600~800 ℃时,PBSF的电导率为51.4~22.9 S/cm,略高于BSF(40~15 S/cm)[25],这也间接说明了PBSF单电池具有更高的最高功率密度(max power density, MPD)(图 3)。这是因为Pr3+部分置换Ba2+和Sr2+可提高混合离子-电子导体(mided ionic-electronic conductor, MIEC)的电子浓度,从而提高导电性。

图 5 致密PBSF电导率温度关系 Fig. 5 Dependence of electrical conductivity of dense PBSF on temperature
2.5 热膨胀系数

图 6是致密BZCY、PBSF和PBSF-SDC在静态空气中的热膨胀曲线。BZCY的热膨胀系数(thermal expansion coefficient,TEC)与文献所报道的10.1×10-6 K-1基本一致[26]。在低温段,致密PBSF和PBSF-SDC的TEC一致,均为12.3×10-6 K-1,与BZCY的TEC(10.8×10-6 K-1)值相近。但当温度升高时,PBSF和PBSF-SDC的TEC明显增大,分别在350 ℃和400 ℃附近发生明显变化,这与晶格氧的丢失(氧空位的形成),以及可能存在的铁离子由高价态还原到低价态有关[27-28]。PBSF和PBSF-SDC的TEC转变温度和高温区TEC差异可能与SDC和PBSF氧空位形成能力差异有关。整体而言,PBSF的TEC远远低于Co基钙钛矿材料,如PrBa1-xCo2O5+δ(x=0~0.08)的TEC范围为(22.8~23.4)×10-6/K-1[29],PrBa0.5Sr0.5Co2-xFexO5+δ(x=0.5, 1.0, 1.5)的TEC范围为(19.2~21.3)×10-6/K-1[30]

图 6 BZCY、PBSF和PBSF-SDC圆柱状样品在静态空气中30~750 ℃热膨胀曲线 Fig. 6 Thermal expansion curves of BZCY, PBSF and PBSF-SDC cylindrical samples in the temperature range of 30~750 ℃ with static air
3 结论

1) 制备的Pr0.5Ba0.25Sr0.25FeO3-δ(PBSF)具有单一立方钙钛矿结构,其容忍因子t=0.972,且PBSF与Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)和BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ(BZCY)在1 000 ℃时具有良好的化学相容性。

2) NiO-BZCY |BZCY|PBSF-SDC单电池在600 ℃、650 ℃、700 ℃和750 ℃时,开路电压分别为1.003 V、1.001 V、0.988 V和0.970 V; 最大功率密度为(153±11) mW·cm-2、(303±17) mW·cm-2、(486±20) mW·cm-2和(865±38) mW·cm-2; 极化电阻为0.912 Ω·cm2、0.448 Ω·cm2、0.173 Ω·cm2和0.092 Ω·cm2。经升降温测试后,单电池三层材料依然能保持良好接触。

3) 在350 ℃附近,PBSF电导率存在类半导体向类金属转变,TEC也发生转折。低温区TEC为12.4×10-6 K-1,高温区TEC为17.1×10-6 K-1,高温膨胀系数增大主要与晶格氧丢失(氧空位形成),以及可能存在的铁离子由高价态还原到低价态有关。

总之,复合材料PBSF-SDC在H-SOFCs阴极材料中具有潜在的应用前景。

参考文献
[1]
SINGHAL S C. Advances in solid oxide fuel cell technology[J]. Solid state ionics, 2000, 135(1/2/3/4): 305-313. (0)
[2]
SONG C S. Fuel processing for low-temperature and high-temperature fuel cells challenges, and opportunities for sustainable development in the 21st century[J]. Catalysis today, 2002, 77(1/2): 17-49. (0)
[3]
毛宗强. 燃料电池[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005.
MAO Z Q. Fuel cell[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2005. (0)
[4]
衣宝廉. 燃料电池现状与未来[J]. 电源技术, 1998, 22(5): 216-221.
YI B L. Status and future of fuel cell[J]. Chinese journal of power sources, 1998, 22(5): 216-221. (0)
[5]
PENG R R, WU T Z, LIU W, et al. Cathode processes and materials for solid oxide fuel cells with proton conductors as electrolytes[J]. Journal of materials chemistry, 2010, 20(30): 6218. DOI:10.1039/c0jm00350f (0)
[6]
SUGA Y, HIBINO M, KUDO T, et al. Electrochemical oxidation of BaFeO2.5 to BaFeO3[J]. Electrochimica acta, 2014, 137: 359-362. DOI:10.1016/j.electacta.2014.05.162 (0)
[7]
YANG L, ZUO C, WANG S Z, et al. A novel composite cathode for low-temperature SOFCs based on oxide proton conductors[J]. Advanced materials, 2008, 20(17): 3280-3283. DOI:10.1002/adma.200702762 (0)
[8]
LIN B, DING H P, DONG Y C, et al. Intermediate-to-low temperature protonic ceramic membrane fuel cells with Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ-BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ composite cathode[J]. Journal of power sources, 2009, 186(1): 58-61. DOI:10.1016/j.jpowsour.2008.09.041 (0)
[9]
LI M L, NI M, SU F, et al. Proton conducting intermediate-temperature solid oxide fuel cells using new perovskite type cathodes[J]. Journal of power sources, 2014, 260: 197-204. DOI:10.1016/j.jpowsour.2014.03.013 (0)
[10]
SUN W P, SHI Z, FANG S M, et al. A high performance BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ-based solid oxide fuel cell with a cobalt-free Ba0.5Sr0.5FeO3-δ-Ce0.8Sm0.2O3-δ composite cathode[J]. International journal of hydrogen energy, 2010, 35(15): 7925-7929. DOI:10.1016/j.ijhydene.2010.05.084 (0)
[11]
SUN W P, FANG S M, YAN L T, et al. Proton-blocking composite cathode for proton-conducting solid oxide fuel cell[J]. Journal of the electrochemical society, 2011, 158(11): B1432-1438. DOI:10.1149/2.076111jes (0)
[12]
ZHAO L, HE B B, GU J Q, et al. Reaction model for cathodes cooperated with oxygen-ion conductors for solid oxide fuel cells using proton-conducting electrolytes[J]. International journal of hydrogen energy, 2012, 37(1): 548-554. DOI:10.1016/j.ijhydene.2011.09.084 (0)
[13]
JIN F J, XU H W, LONG W, et al. Characterization and evaluation of double perovskites LnBaCoFeO5+δ (Ln=Pr and Nd) as intermediate-temperature solid oxide fuel cell cathodes[J]. Journal of power sources, 2013, 243: 10-18. DOI:10.1016/j.jpowsour.2013.05.187 (0)
[14]
LIN Y, RAN R, ZHANG C M, et al. Performance of PrBaCo2O5+δ as a proton-conducting solid-oxide fuel cell cathode[J]. The journal of physical chemistry A, 2010, 114(11): 3764-3772. DOI:10.1021/jp9042599 (0)
[15]
LEI L B, TAO Z T, HONG T, et al. A highly active hybrid catalyst modified (La0.60Sr0.40)0.95Co0.20Fe0.80O3-δ, cathode for proton conducting solid oxide fuel cells[J]. Journal of power sources, 2018, 389: 1-7. DOI:10.1016/j.jpowsour.2018.03.058 (0)
[16]
SUN W P, YAN L T, SHI Z, et al. Fabrication and performance of a proton-conducting solid oxide fuel cell based on a thin BaZr0.8Y0.2O3-δ electrolyte membrane[J]. Journal of power sources, 2010, 195(15): 4727-4730. DOI:10.1016/j.jpowsour.2010.02.012 (0)
[17]
LING Y H, YU J, LIN B, et al. A cobalt-free Sm0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.2O3-δ-Ce0.8Sm0.2O2-δ composite cathode for proton-conducting solid oxide fuel cells[J]. Journal of power sources, 2011, 196(5): 2631-2634. DOI:10.1016/j.jpowsour.2010.11.017 (0)
[18]
FUTAMATA M. A computer-controlled measurement system for electrical conductivity using the van der Pauw method at various temperatures[J]. Measurement science and technology, 1992, 3(9): 919-921. DOI:10.1088/0957-0233/3/9/019 (0)
[19]
OKIBA T, SATO T, FUJISHIRO F, et al. Preparation of Ba1-xLaxFeO3-δ (x=0.1~0.6) with cubic perovskite phase and random distribution of oxide ion vacancy and their electrical conduction property and thermal expansion behavior[J]. Solid state ionics, 2018, 320: 76-83. DOI:10.1016/j.ssi.2018.02.036 (0)
[20]
SAWANT P, VARMA S, WANI B N, et al. Synthesis, stability and conductivity of BaCe0.8-xZrxY0.2O3-δ as electrolyte for proton conducting SOFC[J]. International journal of hydrogen energy, 2012, 37(4): 3848-3856. DOI:10.1016/j.ijhydene.2011.04.106 (0)
[21]
RICHTER J, HOLTAPPELS P, GRAULE T, et al. Materials design for perovskite SOFC cathodes[J]. Monatsh chem, 2009, 140(9): 985-999. DOI:10.1007/s00706-009-0153-3 (0)
[22]
SHANNON R D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides[J]. Acta cryst, 1976, A32: 751-767. (0)
[23]
CHEN X H, TAO Z T, HOU G H, et al. La0.7Sr0.3FeO3-δ composite cathode enhanced by Sm0.5Sr0.5CoO3-δ impregnation for proton conducting SOFCs[J]. Electrochimica acta, 2015, 165: 142-148. DOI:10.1016/j.electacta.2015.02.237 (0)
[24]
WANG B, LONG G H, JI Y, et al. Layered perovskite PrBa0.5Sr0.5CoCuO5+δ as a cathode for intermediate-temperature solid oxide fuel cells[J]. Materials research innovations, 2014, 18(S4): 128-131. (0)
[25]
SUN W P, YAN L T, ZHANG S Q, et al. Crystal structure, electrical conductivity and sintering of Ba0.5Sr0.5ZnxFe1-xO3-δ[J]. Journal of alloys and compounds, 2009, 485(1/2): 872-875. (0)
[26]
ZHU Z W, QIAN J, WANG Z T, et al. High-performance anode-supported solid oxide fuel cells based on nickel-based cathode and Ba(Zr0.1Ce0.7Y0.2)O3-δ electrolyte[J]. Journal of alloys and compounds, 2013, 581: 832-835. DOI:10.1016/j.jallcom.2013.07.210 (0)
[27]
KHARTON V V, YAREMCHENKO A A, PATRAKEE M V, et al. Thermal and chemical induced expansion of La0.3Sr0.7(Fe, Ga)O3-δ ceramics[J]. Journal of the European ceramic society, 2003, 23(9): 1417-1426. DOI:10.1016/S0955-2219(02)00308-4 (0)
[28]
LI N, LV Z, WEI B, et al. Characterization of GdBaCo2O5-δ cathode for IT-SOFCs[J]. Journal of alloys and compounds, 2008, 454(1/2): 274-279. (0)
[29]
PANG S L, JIANG X N, LI X N, et al. Characterization of Ba-deficient PrBa1-xCo2O5+δ as cathode material for intermediate temperature solid oxide fuel cells[J]. Journal of power sources, 2012, 204: 53-59. DOI:10.1016/j.jpowsour.2012.01.034 (0)
[30]
JIANG L, WEI T, ZENG R, et al. Thermal and electrochemical properties of PrBa0.5Sr0.5Co2-xFexO5+δ (x=0.5, 1.0, 1.5) cathode materials for solid-oxide fuel cells[J]. Journal of power sources, 2013, 232: 279-285. DOI:10.1016/j.jpowsour.2013.01.064 (0)