DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.07.152
采用靜電紡絲技術制備了Bi1-xSrxFeO3-δ（BSFO，x=0，0.1，0.2，0.3，0.4）納米纖維，并評估了其作為中溫固體氧化物燃料電池正極的性能。隨著Sr摻雜量的增加，晶體結構由菱形變為立方體，纖維平均直徑從150nm減小到119nm。當x=0.3時，BSFO納米纖維的極化電阻最低（650℃時為0.137Ωcm2，700℃時為0.061Ωcm2），比相同組成的BSFO納米粉末（650℃時為0.771Ωcm2，700℃時為0.282Ωcm2）小75％以上。以濕氫（3wt％）為燃料，含BSFO納米纖維陰極的單電池在700℃時的最大功率密度高達663.81 mW cm-2。事實證明，元素摻雜和微結構優化相結合是開發IT-SOFCs高性能正極的有效途徑。
圖1.通過靜電紡絲法制備的BSFO納米纖維正極示意圖。
圖2.（a）在600℃下煅燒的Sr含量不同的Bi1-xSrxFeO3-δ納米纖維的X射線衍射圖。（b）部分放大的X射線衍射圖，2θ=30°?42°；（c）Bi0.7Sr0.3FeO3-δ納米纖維的Rietveld精細化結果；（d）BSFO（x=0、0.1、0.2、0.3、0.4）樣品的O 1s XPS光譜。
圖3.（a）電紡Bi0.7Sr0.3FeO3-δ前體和（b）?（f）Bi1-xSrxFeO3-δ（x=0、0.1、0.2、0.3、0.4）納米纖維經600℃煅燒后的SEM圖。
圖4.分別為Bi0.7Sr0.3FeO3-δ納米纖維和Bi0.7Sr0.3FeO3-δ納米粉末正極的（a，c）表面和（b，d）截面形態的SEM圖像。
圖5.（a）-（c）Bi1-xSrxFeO3-δ納米纖維正極在600、650和700℃的空氣氣氛中的擬合EIS；（d）Bi0.7Sr0.3FeO3-δ納米纖維和納米粉末在700℃的空氣氣氛中的擬合EIS。
圖6.（a）Bi1-xSrxFeO3-δ納米纖維正極，（b）Bi0.7Sr0.3FeO3-δ納米纖維和納米粉末正極的Arrhenius曲線。
圖7.（a）NiO-SDC|SDC|BSFO負極支撐的單電池的截面形態SEM圖像。（b）Bi0.7Sr0.3FeO3-δ納米纖維和納米粉末在700℃下測得的I-V和I-P曲線；（c）NiO-SDC|SDC|BSFO負極支撐的單電池的I-V和I-P曲線，測量溫度為600?700℃；（d）NiO-SDC|SDC|BSFO負極支撐的單電池的擬合EIS。
圖8.（a）BSFO納米纖維正極的穩定性測試；（b）穩定性試驗后的納米纖維正極的橫截面和表面SEM圖像。
