导电陶瓷具有抗氧化、耐腐蚀、耐辐射、耐高温、使用寿命长等特点,可用于固体燃料电池电极、高温发热体气体传感器,固定电阻器、氧化还原材料、铁电材料、高温超导材料等。
质子传导性陶瓷具有独特的导电性能在高温下,使它们适合于若干电化学装置的应用,包括质子性陶瓷燃料电池,蒸汽电解器,氢气传感器,氢透过膜,蒸汽渗透膜,催化膜电抗器等。然而,目前流行的质子导电陶瓷耐火性质,钡、锆和铈为代表,在这些广阔的应用前景有显著的挑战。
接触问题包括电极与电解质的分层,和导电性差的氧化物层(Cr2O3)在金属接触层和电极之间,这有利于材料之间的接触。所有这些故障产生SOFC堆的欧姆电阻的增加,影响系统的耐久性。金属接触层之间的电接触电阻和陶瓷阴极由于吸引了很多注意它是电池总接触电阻的一个重要部分,其在燃料电池系统性能中起重要作用。在这个意义上,现在已经做了相当大的努力针对新材料和结构的开发具有更好的
SOFC接触层阴极性能电接触。阴极接触材料组合物应满足以下要求:
(i)高导电性以最小化接触层本身的电阻
(ii)高的可烧结性以确保高机械强度和良好地与相邻部件结合
(iii)化学地兼容和适当的热膨胀行为相邻材料
(iv)高热化学和结构在氧化阴极环境中的稳定性
(v)足够的气体渗透性,保持机械形成层的完整性
掺杂的ABO3钙钛矿族化合物(A=镧系元素;B=过渡金属元素)通常用作阴极也已被广泛使用研究为SOFC或SOEC(固体氧化物电解电池)接触层。混合离子电子导体(MIEC),例如La1-xSrxCoO3(LSC),La1-xSrxCo1-yFeyO3(LSCF)或La1-xSrxFeO3(LSF),因为他们提供在低温下的高功率密度。然而,几项研究表明Sr掺杂钙钛矿接触材料与金属表面的铬反应接触层形成SrCrO4。解决方案是使用LaNi1-xMxO3(M
=Co或Fe)涂层避免该相的结晶。具有高导电性的金属接触层和钙钛矿型之间的相互作用氧化物材料已被广泛研究,然而,LaNi0.6Fe0.4O3-σ(LNF)作为接触被研究不多,将阴极材料La0.6Ni0.4FeO3(LSF)作为与La0.6Sr0.4FeO3(LSF)和不锈钢金属的接触层的研究更少。
本文主要研究在升温过程中,接触材料对接触电阻的影响。