中温固体氧化物燃料电池新型电极材料的制备及性能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ivsou
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
固体氧化物燃料电池(SOFC)是新型绿色能源装置之一,为促进SOFC的实用化,降低运行温度,寻找性能优良、制备工艺简单、成本低的电池材料,是发展SOFC 迫切需要解决的问题。本论文重点围绕中温SOFC的电极材料,包括阴极材料、阳极材料及其单电池的制备和性能进行研究。   目前,对SOFC 阴极材料的研究主要集中于具有混合离子电子导体的ABO3钙钛矿型氧化物,如LaxSr1-xCoyFe1-yO3-δ(LSCF)材料。其中,在A位上用价格便宜的非稀土元素Sr 取代La 可以降低成本,并改善材料性能,因此研究较多。   本实验尝试分别采用Sr和Fe 元素对钙钛矿型氧化物BaCoO3 在A、B位进行掺杂,以提高其性能。SOFC 阴极材料的制备方法通常采用固相反应法、共沉淀法、溶胶-凝胶法等。本论文采用一种新的软化学方法-凝胶浇注法合成出Ba0.5Sr0.5Co1-xFexO3-δ(BSCF,x=0.2,0.8)阴极材料粉末,随后经压制成形、烧结得到烧结体。试验中对BSCF 粉末和烧结体的性能进行了测试分析,并对BSCF 与SdC共烧所获得的BSCF/SdC复合粉末进行化学稳定性试验。实验结果表明:采用凝胶浇注法,经1000℃煅烧干凝胶3h,可获得具有单一钙钛矿物相的BSCF 阴极粉末,其颗粒尺寸均匀,粒度为4μm 左右。BSCF 粉体压坯在1050℃烧结可获得多孔结构的Ba0.5Sr0.5Co1-xFexO3-δ试样。BSCF 阴极材料的电导率随测试温度的升高和Fe 掺杂量的增加而降低,其中Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ在500℃电导率可达36.1S/cm;Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ   与SDC的界面阻抗在800℃为0.188?cm2;BSCF 与SdC复合粉末BSCF/SDC的化学相容性良好。   本论文还采用柠檬酸燃烧法制备了NiO/Sm0.2Ce0.8O1.9(NiO/SDC)粉体,并对其相组成和形貌等进行了测试,考察了在溶液中添加不同分散剂对所制备NiO/SDC粉体的比表面积和粒径的影响。实验结果表明,前躯体溶液中柠檬酸与金属离子摩尔比(MRCM)对燃烧后NiO/SDC粉体的粒度、比表面积等都有明显的影响。其中,MRCM=1.5时,NiO/SDC粉体中NiO与SDC晶体的粒度最大,分别为10.42nm、6.91nm,而对应粉体的分散性好,比表面积大,表面积平均径最小。此外,通过在前躯体溶液中添加不同的分散剂可改善燃烧后NiO/SDC粉体的粒度和粒度分布,其中以聚乙二醇6000对NiO/SDC粉体的分散效果最好。   为进一步考察所合成的电极材料的性能,分别以Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 作为阴极材料、SdC作为电解质、NiO/SdC为阳极材料,制备出了中温固体氧化物燃料电池单电池(NiO/SDC)//SDC//BSCF,并对其相关性能进行测试。所制备的单电池中电解质层SdC厚约为45μm。实验结果表明:单电池在700℃和800℃下开路电压分别为0.782V、0721V,输出功率分别为182.3和224.2 mW/cm2。
其他文献
本文通过对荣华二采区10
期刊
随着信息技术及电子技术的高速发展,各种电磁波已充斥于人们的生活空间,电磁波在发挥通讯等作用的同时也带来了诸多负面效应,如电磁干扰、信息泄密和对人体健康带来一定危害等。发展具有优良吸波功能的新型水泥基材料并应用于建筑物,对于解决上述问题具有重要意义。针对目前水泥基吸波材料阻抗匹配性不良与吸收效能较低的问题,本文依托国家自然科学基金项目(51372183),研究了吸附Ni-Zn/Mn-Zn铁氧体的膨胀
学位
本文在参考文献资料和实际调研的基础上,提出了利用优势复合菌剂来治理淀粉废水并生产有机液态肥料的思路。经过实验室研究后,对河北省卢龙县西洋河开展试点研究,主要研究结
学位
环境污染越来越严重,可利用能源越来越少等问题已经成为当下全球性最为显著的问题。因此寻求简单高效的环境治理方法,开发新型能源材料成为现代科学家们研究的热点。半导体光催化剂由于其独特的性能在治理环境方面展示出了巨大的潜能,一般的半导体光催化剂具有较宽的能带,需要很强的光能量才能够激发。为了更好的利用光能源,研究可以被更多波长光激发的光催化剂成为众多学者的研究目标。另外,目前的光催化剂一般是粉末状的,有
金属氧化物TiO2由于其独特的物理化学性能,在催化剂载体、半导体、太阳能转化材料、光催化剂、气体传感器、电容器等方面都有广泛的应用。特别是纳米结构的TiO2,在能源材料,诸如
学位
近年来,地表水、地下水和饮用水均检测出了微量有机污染物,包括抗生素、农药等。由于其可以通过食物链和饮用水蓄积到人和动物体内,并威胁人类健康与生态环境,因此受到了社会的广
水热法沉积PZT薄膜具有反应温度低,薄膜纯度高、厚度大,不需要后处理等一系列优点。本论文采用水热合成法制备了Ni/PZT磁电复合薄膜,研究了工艺条件对薄膜结构和性能的影响。结果表明,缓冲层成份对薄膜的生长具有重要影响,Ti/TiO_2中的TiO_2层与溶液中的晶种反应,在Ni基片表面形成晶核点,从而改善薄膜和衬底的结合性。水热生长的PZT薄膜具有良好的铁电性能和介电绝缘性能。水热温度对薄膜的结构、
摘 要:狂犬病是一种由狂犬病病毒引起的烈性传染病。本试验通过实时荧光定量PCR技术对一例疑似人感染狂犬病病毒的病例分7个时段采集其尿液及唾液标本进行实验室检测。结果显示,7个唾液样本狂犬病病毒均为阳性,7个尿液样本中5个样本为阳性,2个样本为阴性,唾液样本Ct值明显优于尿液样本。本试验对实时荧光定量PCR技术应用到临床检测狂犬病病毒具有重要的参考价值。   关键词:狂犬病病毒;实时荧光定量PCR
本文利用传统水热法、水热高温混合法和水热-溶剂热法成功地合成了正交相钙钛矿结构的(K, Na)NbO_3压电陶瓷粉体。与传统水热法相比,水热高温混合法避开了中间化合物的生成,使得体系在相对较短的时间内形成了更多的晶核,成核过程中大量消耗的原料又得不到补充,这样就得到粒度较小并且纯度很高的晶粒。由于异丙醇的作用,利用水热-溶剂(异丙醇)热高温混合法合成(K, Na)NbO_3粉体的过程中发现,水热溶