论文题目: 新型阴极材料BSCF在IT-SOFC中的应用
论文类型: 硕士论文
论文专业: 化学工程
作者: 段枣树
导师: 程谟杰
关键词: 固体氧化物燃料电池,阴极,隔层
文献来源: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 钙钛矿氧化物BaxSr1-xCo0.8Fe0.2O3-δ由于其高催化活性、高的透氧率和良好的稳定性是固体氧化物燃料电池的一种新型阴极材料。本文采用EDTA-柠檬酸法合成了BaxSr1-xCo0.8Fe0.2O3-δ（BSCF;x=0.20.7）系列材料,并对其进行了电导率的测定,研究探讨了BSCF在阳极支撑的LSGM电解质电池、YSZ电解质和GDC电解质隔膜电池上的应用和材料间相容性问题。在整个温度范围内,BSCF的电导率随着Ba含量的增加在下降。在低温阶段,电导率随着温度的升高而增大,电子传导遵循小极化子导电机理。BSCF阴极在LSGM电解质型电池上表现出很好的性能,电池在以空气为氧化剂时800°C的最高功率密度可达1.6 W/cm2。可能是由于阴极与电解质间离子的相互扩散,导致电解质和电极的组成改变,使得电池的开路电位比理论开路电位低、几个不同组分阴极的过电位和电池性能没有差别。BSCF材料与YSZ电解质化学相容性较差,在900°C便开始反应,生成了SrZrO3、BaZrO3等;而BSCF与GDC的化学相容性比较好。在阳极支撑的YSZ电解质与BSCF阴极间烧制了一层GDC薄膜,以隔绝BSCF与YSZ的反应。结果发现在添加了GDC隔层后,电池性能有了极大的提高,极化电阻急剧降低。GDC焙烧温度为1250°C时,电极-电解质的界面反应最小,电池性能最佳。该电池在800°C,以空气为氧化剂,氢气为燃料的最大功率密度为1.56 W/cm2。
论文目录:
摘 要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 SOFC的组成及其发电原理
1.2 SOFC的特点
1.3 SOFC结构类型
1.4 SOFC的发展动态
1.5 SOFC的研发面临的挑战和机遇
1.6 新型SOFC阴极材料
1.7 SOFC阴极反应机理的认识突破
1.8 选题目的、意义及本文研究内容
第二章 实验方法和原理
2.1 实验仪器与试剂
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验试剂
2.2 实验方法
2.2.1 电解质、阴极材料及电池测试和表征方法
2.2.2 电极活性、电极反应动力学的研究方法
2.3 单电池测试装置
第三章 第三章 新型阴极材料Ba_xSr_(1-x)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)的制备与表征
3.1 实验方法
3.1.1 Ba_xSr_(1-x)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)样品的合成
3.1.2 X射线衍射（XRD）分析
3.1.3 电导率的测量
3.2 结果与讨论
本章小结
第四章 BSCF系列阴极在LSGM电解质上的应用
4.1 实验部分
4.1.1 电解质粉末的合成
4.1.2 NiO-GDC/LDC/LSGM阳极支撑的二合一的制备
4.1.3 阴极及参比电极的制备
4.1.4 单电池的评价
4.2 结果与讨论
4.2.1 电池性能
4.2.2 Ba含量对阴极性能的影响
4.2.3 GDC的掺入对阴极性能及电解质的影响
4.2.4 Ag的掺入对阴极性能的影响
本章小结
第五章 BSCF阴极在YSZ电解质型的IT-SOFC上的应用
5.1 实验部分
5.1.1 BSCF与YSZ和与GDC的化学相容性的研究
5.1.2 单电池的制备
5.1.3 电池中界面反应的研究
5.1.4 单电池的评价
5.2 结果与讨论
5.2.1 BSCF与YSZ和与GDC的化学相容性的研究
5.2.2 电池中界面反应的研究
5.2.3 GDC隔层的烧结温度对电池性能的影响
5.2.4 交流阻抗的分析
本章小结
结论
参考文献
作者简介及攻读硕士期间发表的文章目录
致谢
发布时间: 2007-03-13
参考文献
- [1].金属支撑型固体氧化物燃料电池制备及性能研究[D]. 孙承志.哈尔滨工业大学2017
- [2].SOFC阴极材料La2NiMnO6掺杂体系的结构和电化学性能研究[D]. 刘希亮.哈尔滨工程大学2016
- [3].SOFC阴极材料的制备和性能研究[D]. 魏楸桐.天津大学2004
- [4].固体氧化物燃料电池一些关键材料的性能研究[D]. 张莉.华南理工大学2014
- [5].IT-SOFC阴极材料的制备与应用[D]. 唐旭.大连工业大学2008
- [6].新颖湿化学法制备中温固体氧化物燃料电池关键材料的研究[D]. 石平.合肥工业大学2006
- [7].中温固体氧化物燃料电池多孔阴极的改性[D]. 孔令平.哈尔滨工业大学2009
- [8].中温固体氧化物燃料电池新型阴极材料的制备及性能研究[D]. 马文广.吉林大学2008
- [9].中温阴极材料的合成及SOFC性能研究[D]. 韩庆贺.大连工业大学2011
- [10].平板型SOFC中关键材料的制备与性能研究[D]. 吴昊.华中科技大学2007
相关论文
- [1].Sm0.5Sr0.5CoO3/La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3阴极体系的制备、优化与氧还原机理研究[D]. 钟昊.厦门大学2005
- [2].氧化铈电解质薄膜制备与应用研究[D]. 艾娜.哈尔滨工业大学2006
- [3].含钴燃料电池阴极材料的电导弛豫研究[D]. 刘艳微.哈尔滨工业大学2006
- [4].中温固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xSrxFe1-yMnyO3-δ的制备及性能研究[D]. 秦博.昆明理工大学2007
- [5].中温固体氧化物燃料电池阴极和连接材料的结构与性能[D]. 陈家瑞.吉林大学2007
- [6].固体氧化物燃料电池LSM-LSC复合阴极的制备与研究[D]. 侯志芳.大连交通大学2005
- [7].湿化学法合成固体氧化物燃料电池阴极材料的结构与性能[D]. 杨硕.吉林大学2006
- [8].中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备及性能研究[D]. 高阳.吉林大学2006
- [9].固体氧化物燃料电池阴极的制备及性能的研究[D]. 卢自桂.中国科学院大连化学物理研究所2001
- [10].SOFC阴极材料的制备和性能研究[D]. 魏楸桐.天津大学2004
标签：固体氧化物燃料电池论文; 阴极论文; 隔层论文;