前驱粉体颗粒尺寸分布对掺杂CeO 2 基氧离子导体电学特性影响研究

发布时间：2023-05-10 18:49

　　固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)作为一种新型能源转化装置,可直接高效地将化学能转化为电能,较之传统的能源转化装置,具有能源转化率高、燃料适应性强、环境友好、成本低及全固态电池结构等优点,因此具有广阔的发展前景。电解质材料作为其核心部件之一,对燃料电池的工作温度和运行状况具有显著影响。相比于其他传统电解质材料(YSZ、La Ga O3等),CeO₂基电解质材料具有样品制备简单、电导率高等优点,得到各国专家学者的广泛关注。本文以掺杂CeO₂基电解质材料为主要研究对象,通过改变前驱粉体颗粒尺寸分布均匀性来研究其对掺杂CeO₂基氧离子导体电学特性的影响以及brick layer模型的适用性。本文采用甘氨酸-硝酸盐法制备Gd掺杂的CeO₂基材料,通过控制变量对其粉末进行不同煅烧温度热处理,并按不同质量比混合不同煅烧温度下的粉末来调控前驱粉末颗粒尺寸分布状况,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对粉末和烧结样品的晶体结构和微观形貌进行探测;利用交流阻抗谱测试前驱粉体颗粒尺寸...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 固体氧化物燃料电池简介
    1.3 固体氧化物燃料电池电解质材料选择
        1.3.1 CeO₂基电解质材料选择
        1.3.2 电解质材料性能影响因素
    1.4 本论文研究内容及意义
第2章 样品的制备及表征手段
    2.1 实验样品的制备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 实验方法
    2.3 表征及测试手段
        2.3.1 X射线衍射测试
        2.3.2 微观结构分析
        2.3.3 电化学阻抗谱测试
第3章 前驱粉体颗粒尺寸均匀性对GDC电解质电学性能影响研究
    3.1 引言
    3.2 样品的制备
        3.2.1 GDC前驱粉末的制备
        3.2.2 GDC陶瓷电解质的制备
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 颗粒尺寸分布统计
        3.3.3 AC阻抗谱测试
        3.3.4 电性能分析
    3.4 本章小结
第4章 Gd掺杂浓度对GDC电解质电学性能的影响研究
    4.1 引言
    4.2 样品的制备
        4.2.1 不同Gd掺杂浓度GDC前驱粉末的制备
        4.2.2 不同Gd掺杂浓度GDC陶瓷电解质的制备
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 XRD测试
        4.3.2 微观颗粒分布状况分析
        4.3.3 AC阻抗谱测试
        4.3.4 电学特性分析
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：3813303