【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极材料，尤其涉及一种lbscf阴极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着化石能源的日益减少和不可再生能源燃烧带来的环境问题，开发具有高转化效率和低污染的新能源技术已经成为当今世界的主要方向，而固体氧化物燃料电池技术被认为是21世纪最具有发展潜力的能量转化技术之一。
2、固体氧化物燃料电池(sofc)因发电效率高、排放清洁无污染等特点，有着非常广泛的应用前景。la0.6sr0.4co0.2fe0.8o3-δ(lscf)阴极由于在600～800℃范围内有着良好的氧离子/电子混合导电性，是目前最适合应用于中温sofc的阴极材料。但是lscf阴极材料在中温工作时的电化学性能还存在一定问题，其极化阻抗还需进一步的降低，尤其在中温(600～800℃)运行工作中，fe-cr合金连接体的应用使得lscf阴极的电化学稳定性能较差，由于在运行过程中lscf阴极与合金中挥发出来的高价cr蒸汽反应生成srcro4高阻相，这些问题限制了lscf阴极材料在sofc中的广泛应用。
3、因此，如何提供一种lbscf阴极材料及其制备方法与应用，提高阴极材料的氧还原反应活性，降低对称电池的界面极化电阻，使其具有较强的耐cr性能是本领域亟待解决的难题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种lbscf阴极材料及其制备方法与应用，以解决现有阴极材料存在氧还原反应活性差和应用过程中易生成srcro4高阻相，导致极化电阻升高的问题。
2、为了达到上述目的，本
3、一种lbscf阴极材料，所述lbscf阴极材料为la0.6-xbaxsr0.4co0.2fe0.8o3-δ；
4、其中，x为0.1～0.2，δ为0～1。
5、本专利技术的另一目的是提供一种lbscf阴极材料的制备方法，包括如下步骤：
6、1)将镧盐、锶盐、钴盐、铁盐、钡盐和水混合，得到混合溶液；
7、2)将步骤1)得到的混合溶液与柠檬酸溶液、edta溶液混合，反应得到胶体；
8、3)将步骤2)得到的胶体加热，进行自蔓延反应，得到黑色蓬松初级粉体，然后对黑色蓬松初级粉体进行焙烧，得到lbscf阴极材料。
9、优选的，所述镧盐、锶盐、钴盐、铁盐、钡盐独立地包括对应的硝酸盐、经硝酸溶解的对应的氧化物和经硝酸溶解的对应的碳酸盐。
10、优选的，所述镧盐、锶盐、钴盐、铁盐和钡盐的总质量与水的体积比为0.5～1g：1～2ml。
11、优选的，步骤2)中所述混合溶液中的金属离子的总摩尔与柠檬酸溶液中的柠檬酸、edta溶液中的edta的摩尔比为0.5～1.5：0.5～1.5：1～2。
12、优选的，步骤2)中所述反应的温度为60～90℃，反应的时间为12～24h，反应的体系ph值为7～8。
13、优选的，步骤2)中所述柠檬酸溶液的浓度为2～4mol/l；
14、edta溶液的浓度为1～3mol/l，edta溶液的溶剂为氨水。
15、优选的，步骤3)中所述自蔓延反应的温度为300～500℃，自蔓延反应的时间为1～3h。
16、优选的，步骤3)中所述焙烧的的温度为800～1000℃，焙烧的时间为2～10h。
17、本专利技术的再一目的是提供一种所述制备方法制备得到的lbscf阴极材料在对称电池中的应用，所述对称电池包括固体氧化物燃料电池。
18、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、钙钛矿材料的通式为abo3结构，a位元素为la系稀土元素或碱土金属元素来支撑结构骨架。本专利技术首次提出在钙钛矿结构a位引入部分离子半径较大的碱土金属元素钡(0.135nm)，使其发生晶胞膨胀由立方相转变为菱形相，有效地提升了材料的氧还原反应(orr)活性和lscf阴极材料长期运行耐cr性能，其具有制造成本低廉、环境友好的特点。本专利技术制备的阴极材料能够成为固体氧化物燃料电池未来商业化的阴极材料。
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1.一种LBSCF阴极材料，其特征在于，所述LBSCF阴极材料为La0.6-xBaxSr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ；
2.权利要求1所述的一种LBSCF阴极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种LBSCF阴极材料的制备方法，其特征在于，所述镧盐、锶盐、钴盐、铁盐、钡盐独立地包括对应的硝酸盐、经硝酸溶解的对应的氧化物和经硝酸溶解的对应的碳酸盐。
4.根据权利要求3所述的一种LBSCF阴极材料的制备方法，其特征在于，所述镧盐、锶盐、钴盐、铁盐和钡盐的总质量与水的体积比为0.5～1g：1～2mL。
5.根据权利要求2～4任一项所述的一种LBSCF阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述混合溶液中的金属离子的总摩尔与柠檬酸溶液中的柠檬酸、EDTA溶液中的EDTA的摩尔比为0.5～1.5：0.5～1.5：1～2。
6.根据权利要求5所述的一种LBSCF阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述反应的温度为60～90℃，反应的时间为12～24h，反应的体系pH值为7～8。
<...【技术特征摘要】
1.一种lbscf阴极材料，其特征在于，所述lbscf阴极材料为la0.6-xbaxsr0.4co0.2fe0.8o3-δ；
2.权利要求1所述的一种lbscf阴极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种lbscf阴极材料的制备方法，其特征在于，所述镧盐、锶盐、钴盐、铁盐、钡盐独立地包括对应的硝酸盐、经硝酸溶解的对应的氧化物和经硝酸溶解的对应的碳酸盐。
4.根据权利要求3所述的一种lbscf阴极材料的制备方法，其特征在于，所述镧盐、锶盐、钴盐、铁盐和钡盐的总质量与水的体积比为0.5～1g：1～2ml。
5.根据权利要求2～4任一项所述的一种lbscf阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述混合溶液中的金属离子的总摩尔与柠檬酸溶液中的柠檬酸、edta溶液中的edta的摩尔比为0.5～1.5：0.5～1...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡长焜，谢满意，朱亚宁，刘宜昂，包金小，安胜利，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：
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