《表2 700℃时SBFN–SDC复合阴极极化阻抗拟合参数及所占比例》

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《无Co双钙钛矿结构中温固体氧化物燃料电池阴极材料SmBaFeNiO_(5+δ)及其性能优化》

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图7为样品SBFN及样品SBFN–SDC复合阴极的极化阻抗随温度变化关系曲线。从图7可见，与样品SBFN阴极材料相比，样品SBFN–SDC复合阴极的Rp有所下降，并且在样品SBFN–SDC复合阴极中呈现出Rp值随SDC的增加先减小而后增大的规律。样品SBFN–SDC10具有最低的Rp值。为了探寻复合阴极材料Rp降低的机理，采用Zview软件对交流阻抗谱进行了等效电路拟合，拟合结果如图8所示。表2给出了样品SBFN及样品SBFN–SDC复合阴极的R1、R2值及其所占的百分比。随着复合阴极中SDC含量的增加，R1所占比例逐渐下降，样品SBFN–SDC10复合阴极的R1所占比例最低（52%），表明SDC的引入使得电荷转移过程对极化阻抗的影响逐渐减小，这是因为在SBFN中引入氧离子电导的SDC可以提高复合阴极的氧离子输运能力，增加氧还原反应的三相界面，由此降低了Rp，改善了阴极材料的电化学催化性能[4，17，23–25]。随着SDC含量的进一步增加，样品SBFN–SDC15复合阴极的R1比例升高到65%，电荷转移过程对其极化阻抗的影响显著增加，这是因为引入过多的SDC降低了复合材料中电子导电相的连续性，阻碍了电子的传导，减弱了样品SBFN–SDC复合阴极的电流收集和输运性能[4，17，23]。样品SBFN–SDC10复合阴极在各温度下都有最小的Rp。与样品SBFN阴极材料相比，样品SBFN–SDC10复合阴极在800、750、700℃和650℃时的Rp分别降低了33%、35%、42%和49%，可见复合阴极对催化性能的改善随着温度的降低而变得更加明显。由阻抗分析可知，对于样品SBFN阴极材料，800℃时R1的占比为14%，700℃时R1的占比升为58%，可见随着温度降低电荷转移过程逐渐成为电极反应的主要限制因素。在SBFN中引入适量的SDC可以降低R1的占比，提高氧离子输运能力，所以复合阴极对催化性能的提高随温度降低而更加明显。