Abstract
為解決SOFC中La1-xSrxMnO3電極與YSZ電解質搭配時所產生之高阻抗第三相，本研究以Y取代La，合成Y1-xSrxMnO3，減小電極與電解質間金屬濃度差，以降低第三相物質生成機率，提高SOFC效能。 本研究以不同合成方法（溶膠-凝膠法、熱裂解法、固態反應法）製作Y1-xSrxMnO3粉末；研究發現，以熱裂解法製備Y1-xSrxMnO3粉末，具有軟性凝聚的功效，而且不會因為水洗造成金屬離子流失，為合成高燒結性質粉末的製備法。 此外，在Y1-xSrxMnO3之導電性質方面，其受到兩種機構影響。第一種為正四價Mn之傳導；因為加入Sr，導致Y1-xSrxMnO3之電荷不平衡，因此位於晶格中Mn會由+3價變為+4價，產生具導電性質之電洞。第二種則是Y1-xSrxMnO3在傳導氧離子時，氧嵌入所形成之電洞，在高溫下受激發成為『擬自由態電洞』，亦具有導電性質；然而Y1-xSrxMnO3之導電性主要仍受四價Mn影響，氧嵌入機制對導電度影響僅在較小導電度時才能發現。 Y1-xSrxMnO3/8-YSZ反應之主要產物為Zr3Y4O12及SrZrO3。根據本研究所推導之反應步驟來看，Zr3Y4O12的產生源自於YSZ中Y濃度過高，而此現象需要大量的Y1-xSrxMnO3解離；在一般的SOFC電池構造中，電解質的比例皆遠大於電極，因此在實際操作情況下較有可能之第三相反應物為SrZrO3。若以單純反應性觀點來看，YMnO3不會生成任何形式之第三相反應物，是最優良的電極材料。