中温固体氧化物燃料电池材料Pr 2 NiO 4+δ 和Ce 0.8 Nd 0.2 O 1.9 的制备及性能研究

发布时间：2024-07-08 20:16

　　固体氧化物燃料电池(SOFCs)的商业化,使得低温电解质和新型阴极材料的开发成为目前燃料电池研究的重点。中低温下CeO₂基电解质因具有优异的导电性能而作为SOFC电解质材料被广泛研究。然而,CeO₂基电解质高的烧结温度限制了SOFC的商业化。与传统阴极材料相比,A₂BO₄型类钙钛矿氧化物因具有高的氧表面交换系数和扩散系数、与电解质良好的热匹配性而成为近几年来研究的热点。其中,K₂NiF₄结构的Pr₂NiO₄因具有较高的氧催化活性而成为有希望的中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)活性氧电极材料。本文采用溶胶凝胶法和固态混合法制备Pr₂NiO₄(PNO)-Ce_0.8Pr_0.2O_1.9(PCO)复合阴极材料;溶胶凝胶法制备Nd₂O₃掺杂的CeO₂

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 A₂BO₄型阴极
    1.2 A₂BO₄型复合阴极
    1.3 烧结助剂的添加对电解质结构和性能的影响
        1.3.1 萤石结构电解质
        1.3.2 钙钛矿结构电解质
    1.4 论文的选题背景和主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验药品
    2.2 主要仪器设备
    2.3 材料制备方法
    2.4 样品表征与测试
        2.4.1 物相结构分析
        2.4.2 红外光谱分析
        2.4.3 热重分析
        2.4.4 微观形貌分析
        2.4.5 元素组成分析
        2.4.6 N₂吸附-脱附测试
        2.4.7 交流阻抗谱测试和电性能分析
        2.4.8 热膨胀性能测试
        2.4.9 单电池性能测试
第3章 复合阴极Pr₂NiO₄-Ce_0.8Pr_0.2O_1.9 的制备及电性能研究
    3.1 引言
    3.2 样品的制备
        3.2.1 Pr₂NiO₄的制备
        3.2.2 Ce_0.8Ln_0.2O_1.9(Ln= Gd,Pr)的制备
        3.2.3 Pr₂NiO₄-Ce_0.8Pr_0.2O_1.9 复合阴极的制备
        3.2.4 电池组装
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 热重分析
        3.3.3 红外光谱分析
        3.3.4 兼容性分析
        3.3.5 微观结构分析
        3.3.6 交流阻抗谱及电性能分析
        3.3.7 N2吸附-脱附分析
        3.3.8 单电池的电化学性能
        3.3.9 长期稳定性
    3.4 本章小结
第4章 Bi₂O₃/CoO单/双烧结助剂掺杂对Ce_0.8Nd_0.2O_1.9 结构和性能的影响
    4.1 引言
    4.2 样品制备
        4.2.1 Nd_0.2Ce_0.8O_1.9样品制备
        4.2.2 CoO/Bi₂O₃ 掺杂样品制备
        4.2.3 La_0.6Sr_0.4Co_0.8Fe_0.2O_3-δ样品制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 相分析
        4.3.2 微观结构分析
        4.3.3 电性能分析
        4.3.4 热膨胀
        4.3.5 兼容性
        4.3.6 氧还原活性
    4.4 本章小结
第5章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：4003819