Synthesis and characterization hollow spherical La0.7Sr0.2Ca0.1Co0.9Fe0.1O3–δ (LSCCT) for cathode of solid oxide fuel cell (SOFC)

Síntesis y caracterización esférica hueca La0.7Sr0.2Ca0.1Co0.9Fe0.1O3-δ (LSCCT) para cátodo de pila de combustible de óxido sólido (SOFC)

Se han sintetizado estructuras de esferas huecas de La_0,7Sr_0,2Ca_0,1Co_0,9Fe_0,1O_3-δ (LSCCT) mediante el método hidrotérmico utilizando esferas de carbono como plantilla. La estructura y la conductividad eléctrica de las muestras obtenidas se caracterizan por difracción de rayos X (DRX), microscopio electrónico de barrido (MEB), microscopio electrónico de transmisión (MET) y corriente continua (CC) método de cuatro sondas, respectivamente. Los resultados muestran que las estructuras de esferas huecas de LSCCT con un tamaño medio de partícula de 0,9 - 1,2 μm son de perovskita simple. La conductividad eléctrica de las muestras es superior a 100 S/cm de 600 a 800 ℃ y puede satisfacer la demanda de las propiedades eléctricas para los materiales de cátodo.

INTRODUCCIÓN

Las pilas de combustible de óxido sólido de temperatura intermedia (ITSOFC) están despertando un gran interés debido a su posible aplicación en la alimentación de automóviles y/o en unidades de cogeneración de tamaño compacto para uso doméstico o en oficinas [1]. El rendimiento de las ITSOFC depende en gran medida del rendimiento del electrodo y de la temperatura (600 - 800 °C) [2]. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos materiales de cátodo para estas temperaturas es un campo de investigación activo. Los materiales con estructura de perovskita (ABO₃ ) son los más estudiados como cátodos ITSOFC [3].

En los últimos años, se ha prestado especial atención principalmente a los dos aspectos siguientes. Por un lado, las investigaciones sobre la síntesis controlable de la forma para la estructura perovskita son de gran interés. Hasta ahora, ABO₃ se ha preparado en diversas morfologías, como nanohilos, nanocubos, fibras huecas y esferas [4-6].Por otro lado, el proceso de preparación y funcional del cátodo también ha influido en su industrialización [7,8]. Para reducir la expansión térmica, el La_0,7 Sr_0,2 Ca_0,1 Co_0,9 Fe_0,1 O3-δ (LSCCT) como nuevo cátodo para ITSOFC presenta un buen rendimiento eléctrico y compatibilidad química [1,8]. Sin embargo, hasta donde sabemos, rara vez se han descrito en la bibliografía microesferas huecas LSCCT. Es probable que esta estructura tenga una gran área específica y recientemente se han sugerido como cátodos.

En la presente contribución, informamos de la síntesis sencilla de microesferas huecas de LSCCT mediante tratamiento hidrotermal y térmico posterior.

EXPERIMENTAL

Los reactivos químicos incluyen glucosa monohidratada, nitrato de lantano hexahidratado, nitrato de estroncio, nitrato de calcio, hidróxido de carbonato de cobalto y nitrato de hierro nonahidratado proporcionados por Sinopharm Chemical Reagent Shenyang Co., Ltd, China (grado químico).