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【2h】

Nb5+-Doped SrCoO3−δ Perovskites as Potential Cathodes for Solid-Oxide Fuel Cells

机译：掺Nb5 +的SrCoO3-δ钙钛矿作为固体氧化物燃料电池的潜在阴极

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SrCoO3−δ outperforms as cathode material in solid-oxide fuel cells (SOFC) when the three-dimensional (3C-type) perovskite structure is stabilized by the inclusion of highly-charged transition-metal ions at the octahedral positions. In a previous work we studied the Nb incorporation at the Co positions in the SrCo1−xNbxO3−δ system, in which the stabilization of a tetragonal P4/mmm perovskite superstructure was described for the x = 0.05 composition. In the present study we extend this investigation to the x = 0.10–0.15 range, also observing the formation of the tetragonal P4/mmm structure instead of the unwanted hexagonal phase corresponding to the 2H polytype. We also investigated the effect of Nb5+ doping on the thermal, electrical, and electrochemical properties of SrCo1−xNbxO3−δ (x = 0.1 and 0.15) perovskite oxides performing as cathodes in SOFC. In comparison with the undoped hexagonal SrCoO3−δ phase, the resulting compounds present high thermal stability and an increase of the electrical conductivity. The single-cell tests for these compositions (x = 0.10 and 0.15) with La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O3−δ (LSGM) as electrolyte and SrMo0.8Fe0.2CoO3−δ as anode gave maximum power densities of 693 and 550 mW∙cm−2 at 850 °C respectively, using pure H2 as fuel and air as oxidant.
机译：当三维（3C型）钙钛矿结构通过在八面体位置包含高电荷的过渡金属离子而稳定时，SrCoO3-δ的性能优于固体氧化物燃料电池（SOFC）中的阴极材料。在先前的工作中，我们研究了SrCo1-xNbxO3-δ系统中Co位置的Nb掺入，其中描述了x = 0.05组成的方形P4 / mm钙钛矿超结构的稳定性。在本研究中，我们将此研究扩展到x = 0.10-0.15范围，还观察到形成了四边形P4 / mmm结构，而不是对应于2H多型的不需要的六边形相。我们还研究了Nb 5 + 掺杂对SFC中作为阴极的SrCo1-xNbxO3-δ（x = 0.1和0.15）钙钛矿氧化物的热，电和电化学性能的影响。与未掺杂的六角形SrCoO3-δ相相比，所得化合物具有较高的热稳定性和导电性。用La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O3- δ（LSGM）作为电解质和SrMo0.8Fe0.2Co0.23-Om <δ>δ对这些成分（x = 0.10和0.15）进行单电池测试作为阳极，使用纯H 2 作为燃料和空气作为氧化剂，在850°C下的最大功率密度分别为693和550 mW∙cm −2 。

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