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固体氧化物燃料电池(SOFC)因其具有较高的能量转换效率和灵活的燃料适应性而被认为是一种最具应用前景的发电装置.然而,SOFC的高温工作条件使得其全面商业化的成本较高.但是降低温度严重影响电极材料的催化活性,因此,寻求中低温度区具有高催化活性的阴极材料是SOFC实现广泛应用的关键之一.采用第一性原理计算发现La1-xSrxCo0.5Mn0.5O3-δ晶格中的氧空位形成能顺序为Co2+-O*-Mn4+ ＞ Co2+-O*-CoMn3+ ＞ MnCo3+-O*-Mn4+,此结果表明,富Mn化合物会促进氧离子空位的生成,另一方面还使得B位过渡金属离子价态发生变化,不仅有利于氧空位的生成,同时有利于提高电子电导率.同时,当Sr掺杂量x=0.5时,Sr离子的缺电子取代所引入的空位主要注入Co离子亚晶格,当Sr掺杂含量继续升高到x=0.75时,Sr离子缺电子取代所引入的空位主要注入O离子亚晶格,进一步促进氧空位的形成.在理论研究的基础上,我们进行了实验的合成,结构的表征与电化学性能测试.发现La1-xSrxCo0.5Mn0.5O3-δ体系的掺杂含量为x=0,0.5,0.75时的电子电导分别为41.4,140.5,204.2 S cm-1,相应的850 oC的界面极化电阻分别为0.041,0.027,0.022 Ω cm2.表明Sr离子掺杂的LaCo0.5Mn0.5O3-δ钙钛矿型氧化物是具有潜在应用价值的中温SOFC阴极材料.1 一系列富Mn化合物LaM0.25Mn0.75O3-δ(M = Fe,Co,Ni,Cu)的实验结果表明,电化学性能的顺序为Fe ＜ Ni ＜ Co ＜ Cu.其中LaCu0.25Mn0.75O3-δ具有最优越的电化学性能.LaM0.25Mn0.75O3-δ(M = Fe,Co,Ni,Cu)系列钙钛矿氧化物是潜在的中温SOFC阴极材料.2