固体氧化物燃料电池BSCF-GDC阴极材料的制备与其电化学性能研究
发布时间：2020-12-03 21:02
固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cell,SOFC）是一种可以清洁高效地将化学能转换为电能的能量转换装置,但其较高的操作温度（8001000℃）阻碍了其商业化发展,因此开发操作温度在600800℃的中温固体氧化物燃料电池（Intermediate Temperature-Solid Oxide Fuel Cell,IT-SOFC）已成为了科学界研究的重点。然而,对于传统的SOFC阴极材料,操作温度的降低会造成阴极极化电阻的迅速增大,从而导致电池输出性能下降。因此,开发高性能新型阴极材料对IT-SOFC的发展至关重要。本课题通过制备不同结构形貌的Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ-Ce0.9Gd0.1O2-δ（BSCF-GDC）纳微米复合阴极材料,合理布局离子导电和电子导电区域,增加三相界面长度,从而降低阴极极化电阻以达到降低SOFC工...
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固体氧化物燃料电池工作原理示意图
催化作用下会分解成活性氧原子，氧原子最终扩散到电化域并与电解质中的氧空位化合。总之，在 SOFC 阴极处发是其中活性氧原子与主要存在于电解质中的氧空位结合解质中形成的过程。目前关于电子导体阴极的反应机理研如氧在 LSM 阴极上的反应一般为多步骤过程。可能机理为as) 2s 2Oad ade O TPBO xele Oe V O s ，O2（gas）、s、Oad、adO 、TPBO 、eleV 和xOO 分别表示气相、吸附氧、电极表面带一个负电荷的吸附氧、TPBs 上带一氧，电解质中的氧空位和晶格氧。以上四式代表了气相氧和解离，部分氧被还原并迁移至 TPBs 附近转换成 TPBs 上全氧化并与电解质中的氧空位发生交换。然而由于混合导的复杂性，反应机理尚无定论，仍需进一步研究。
大的稀土或者碱土离子（12 配位为离子半径较小的过渡金属离子。一般由容许因子 t 评价钙钛矿or +r =t 2(r )A B O r为 A 位、B 位阳离子和氧离子的满足：0.10nm<Ar<0.14nm； 0.045钛矿结构的阴极材料时约有 90%供了多种可能。B 位元素的合理，A 位元素的合理选择可以控制离子（Sr2+替换 La3+），为了维持内部产生氧空位，因此在传统电面可以增加阴极的性能，降低电电子导电相来构成离子电子混合性的电子-离子混合导体以及阴极电阻[68-70]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]LSM溶胶浸渍LSCF-GDC三相复合阴极制备及性能研究[J]. 罗凌虹,林囿辰,石纪军,程亮,吴也凡,孙良良. 无机材料学报. 2016(07)
[2]一类新型碱激发胶凝材料催化剂的研究进展[J]. 张耀君,杨梦阳,康乐,张力,张科. 无机材料学报. 2016(03)
[3]中温固体氧化物燃料电池封接玻璃的研究进展[J]. 罗凌虹,余辉,黄祖志. 无机材料学报. 2015(02)
[4]不同方法制备GDC纳米粉体及其作为SOFC单电池阻挡层的应用研究[J]. 杨琳,罗凌虹,吴也凡,石纪军,程亮,胡玮琪. 陶瓷学报. 2014(02)
[5]静电纺丝法制备中温固体氧化物燃料电池阴极用纳米La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3纤维[J]. 罗凌虹,黄祖志,邵由俊,吴也凡,吕晨,程亮,石纪军. 硅酸盐学报. 2013(08)
[6]阳极Ni–YSZ添加CeO2对固体氧化物燃料电池性能的影响[J]. 王乐莹,罗凌虹,吴也凡,程亮,石纪军,余永志. 硅酸盐学报. 2012(04)
[7]阳极支撑微管式固体氧化物燃料电池的研究进展[J]. 孙旺,毛雅春,张乃庆,孙克宁. 化工学报. 2013(01)
[8]高孔隙率YSZ–高致密YSZ薄膜共烧复合体的制备[J]. 罗凌虹,汪兴华,吴也凡,程亮,石纪军. 硅酸盐学报. 2011(02)
[9]Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ混合导体导电性能的研究[J]. 甄强,王会娟,应风晔,丁伟中. 功能材料. 2010(11)
[10]交流阻抗谱方法对钇稳定氧化锆晶界电性能的研究[J]. 刘毅. 物理实验. 2005(11)
博士论文
[1]中温固体氧化物燃料电池阴极和电解质材料的性能研究[D]. 孟祥伟.吉林大学 2016
[2]固体氧化物燃料电池新型阴极材料及在单室结构中的应用[D]. 魏波.哈尔滨工业大学 2008
[3]低温固体氧化物燃料电池阴极材料制备及其性能研究[D]. 孙雪丽.大连海事大学 2007
[4]中温固体氧化物燃料电池的研制与电极过程的研究[D]. 阎景旺.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2002
硕士论文
[1]化学浸渍LSM提高LSCF-GDC复合阴极电性能的研究[D]. 余辉.景德镇陶瓷学院 2015
[2]Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ基中温燃料电池复合阴极性能研究[D]. 朱文霞.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：2896540
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固体氧化物燃料电池工作原理示意图
催化作用下会分解成活性氧原子，氧原子最终扩散到电化域并与电解质中的氧空位化合。总之，在 SOFC 阴极处发是其中活性氧原子与主要存在于电解质中的氧空位结合解质中形成的过程。目前关于电子导体阴极的反应机理研如氧在 LSM 阴极上的反应一般为多步骤过程。可能机理为as) 2s 2Oad ade O TPBO xele Oe V O s ，O2（gas）、s、Oad、adO 、TPBO 、eleV 和xOO 分别表示气相、吸附氧、电极表面带一个负电荷的吸附氧、TPBs 上带一氧，电解质中的氧空位和晶格氧。以上四式代表了气相氧和解离，部分氧被还原并迁移至 TPBs 附近转换成 TPBs 上全氧化并与电解质中的氧空位发生交换。然而由于混合导的复杂性，反应机理尚无定论，仍需进一步研究。
大的稀土或者碱土离子（12 配位为离子半径较小的过渡金属离子。一般由容许因子 t 评价钙钛矿or +r =t 2(r )A B O r为 A 位、B 位阳离子和氧离子的满足：0.10nm<Ar<0.14nm； 0.045钛矿结构的阴极材料时约有 90%供了多种可能。B 位元素的合理，A 位元素的合理选择可以控制离子（Sr2+替换 La3+），为了维持内部产生氧空位，因此在传统电面可以增加阴极的性能，降低电电子导电相来构成离子电子混合性的电子-离子混合导体以及阴极电阻[68-70]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]LSM溶胶浸渍LSCF-GDC三相复合阴极制备及性能研究[J]. 罗凌虹,林囿辰,石纪军,程亮,吴也凡,孙良良. 无机材料学报. 2016(07)
[2]一类新型碱激发胶凝材料催化剂的研究进展[J]. 张耀君,杨梦阳,康乐,张力,张科. 无机材料学报. 2016(03)
[3]中温固体氧化物燃料电池封接玻璃的研究进展[J]. 罗凌虹,余辉,黄祖志. 无机材料学报. 2015(02)
[4]不同方法制备GDC纳米粉体及其作为SOFC单电池阻挡层的应用研究[J]. 杨琳,罗凌虹,吴也凡,石纪军,程亮,胡玮琪. 陶瓷学报. 2014(02)
[5]静电纺丝法制备中温固体氧化物燃料电池阴极用纳米La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3纤维[J]. 罗凌虹,黄祖志,邵由俊,吴也凡,吕晨,程亮,石纪军. 硅酸盐学报. 2013(08)
[6]阳极Ni–YSZ添加CeO2对固体氧化物燃料电池性能的影响[J]. 王乐莹,罗凌虹,吴也凡,程亮,石纪军,余永志. 硅酸盐学报. 2012(04)
[7]阳极支撑微管式固体氧化物燃料电池的研究进展[J]. 孙旺,毛雅春,张乃庆,孙克宁. 化工学报. 2013(01)
[8]高孔隙率YSZ–高致密YSZ薄膜共烧复合体的制备[J]. 罗凌虹,汪兴华,吴也凡,程亮,石纪军. 硅酸盐学报. 2011(02)
[9]Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ混合导体导电性能的研究[J]. 甄强,王会娟,应风晔,丁伟中. 功能材料. 2010(11)
[10]交流阻抗谱方法对钇稳定氧化锆晶界电性能的研究[J]. 刘毅. 物理实验. 2005(11)
博士论文
[1]中温固体氧化物燃料电池阴极和电解质材料的性能研究[D]. 孟祥伟.吉林大学 2016
[2]固体氧化物燃料电池新型阴极材料及在单室结构中的应用[D]. 魏波.哈尔滨工业大学 2008
[3]低温固体氧化物燃料电池阴极材料制备及其性能研究[D]. 孙雪丽.大连海事大学 2007
[4]中温固体氧化物燃料电池的研制与电极过程的研究[D]. 阎景旺.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2002
硕士论文
[1]化学浸渍LSM提高LSCF-GDC复合阴极电性能的研究[D]. 余辉.景德镇陶瓷学院 2015
[2]Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ基中温燃料电池复合阴极性能研究[D]. 朱文霞.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：2896540
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