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Performance and DRT analysis of infiltrated functional cathode based on the anode supported SOFCs with long-term stability

阴极 阳极 材料科学 电化学 多孔性 化学工程 电压 相(物质) 分析化学(期刊) 电极 复合材料 化学 电气工程 色谱法 物理化学 工程类 有机化学
作者
Zi‐Wei Zheng,Junmeng Jing,Ze Lei,Zhongxu Wang,Zhibin Yang,Chao Jin,Suping Peng
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:47 (41): 18139-18147 被引量:28
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2022.03.289
摘要

Designing cathode functional layer (CFL) to accelerate oxygen reduction reaction (ORR) is widely studied. However, the relationship between morphology and ORR kinetic of CFL need to be in-depth studied. Here, a highly efficient and robust La0·6Sr0·4CoO3 (LSC) CFL is prepared into Ce0.9Gd0.1O1.95 (GDC) scaffold in a commercial anode supported half-cell by infiltrating method, which exhibits remarkably enhanced ORR activity, compared with the traditional LSC CFL fabricated by mechanical mixing LSC-GDC. As a proof, the infiltrated LSC CFL based single SOFC delivers a maximum power density of 1.2 W cm−2 at 750 °C and an excellent long-term stability with a voltage attention rate of 0.058%/100 h at 0.5 A cm−2 for 550 h. The distribution of relaxation times (DRT) method is introduced to understand improved electrochemical performances. Optimized porosity, extend three phase boundary and shorted charge transfer path change the rate-determining step in the infiltrated CFL cell.
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