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1.1研究背景
化石能源曾为人类的进步做出了巨大的贡献， 在未来的几十年中对人类社会的发展仍将起着极其重要的作用。然而随着人类文明的迅速发展，过度开发和低效率使用化石能源已造成世界范围内的能源短缺，并导致严重的环境污染问题。因此，开发清洁新能源势在必行。固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种可将化学能直接转化成电能的全固态化学发电装置。因具有发电效率高(40-65%)，清洁无污染，可使用天然气等多样燃料，可小规模分散型电站布置等优点，SOFC已成为缓解世界范围的能源危机和环境污染的，极具应用前景的新一代绿色能源，备受研究热点关注。
SOFC单电池主要由阳极，电解质和阴极构成。单电池之间由合金中间体相连，组成电池组。SOFC实用化和普及化的关键就是确保其系统性能耐久稳定和低成本。SOFC单电池在长期高温运行过程中，不同材料界面间物质扩散，界面反应，电解质相变，应力引起的材料变形破损，以及气相中微量杂质的影响等因素，都会引起其性能衰减，降低电池系统的耐久性，稳定性和使用寿命。因此，必须明确引起SOFC性能衰减的影响因素，阐明性能衰减机制，并定量化其对电池寿命的影响，从而提出有效的解决方案。近年来，研究发现，空气中微量SO2 (ppb级别) 在电池长期运行中，也是引起阴极材料性能衰减的关键原因[1-4]。因此，二氧化硫中毒（以下简称为硫中毒）现象逐渐成为阴极材料性能衰减机制研究的热点。SO2与阴极材料发生反应生成反应物，使材料本身以及电极多孔状构造发生变化。因此，作为电池材料性能衰减的重要影响因素之一，空气中微量SO2引起的阴极材料硫中毒问题，严重影响了SOFC的长期稳定运行，阻碍了当前SOFC实用化的进展。我国空气中SO2含量相对较高，SOFC阴极材料硫中毒研究的开展显得更为重要。
因此，我们依旧选用传统的铁酸镧基系列材料(LaSr)(CoFe)O3-delta;作为主要的研究对象。此系列的材料作为长时间测试电池堆的阴极材料，已经被各大研究机构和公司广泛使用。现有结果已经明确指出ABO3型钙钛矿结构阴极材料LSCF中，主要是A位掺杂的Sr元素与SO2发生反应，在多孔结构的电极粒子表面生成SrSO4，减少电极粒子表面的氧催化发生的场所。同时，LSCF中A位Sr的减少，也降低了材料本身的氧催化能力及其氧离子电导性。
在ABO3型钙钛矿结构中，材料存在缺陷时，会影响晶格中元素的活性，从而会使材料在含硫气氛中的稳定性发生变化。LSCF系列阴极材料是电子离子混合导体，其电导率随着A位Sr（x lt; 0.4）或者 B位Co的浓度升高而增大[5]。另外，相对于非缺陷材料，虽然A位缺陷的LSCF系列材料电学性能略有降低，但是可以满足SOFC阴极材料使用需求。其优点表现为：（1）材料氧空位浓度比较高，因此催化性较高[6,7]。（2）热力学膨胀系数与GDC电解质更匹配[8]。（3）在Cr气氛中具有良好的稳定性[9]。我们期望A位缺陷型的LSCF系列材料同样表现出良好的耐硫性。因此，通过A位缺陷型LSCF阴极材料的耐硫性研究，及其硫中毒机制的探索，有望协调材料的电学性能和耐硫性的关系，探讨缺陷型LSCF阴极材料实用化的可能性。同时，为开发抗硫材料提供重要的信息。
基于以上分析，本课题先尝试合成缺陷型铁酸镧基SOFC阴极材料，对其结构和电学性能表征，为后续其耐硫性研究打下坚实的基础。
1.2研究目标
1. 采用传统固相反应法制备不同缺陷浓度的铁酸镧基SOFC阴极材料：
2. 对材料进行结构表征。
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