开放直孔电极支撑固体氧化物电池的制备及性能研究

发布时间：2020-12-06 23:09

　　固体氧化物电池（Solidoxidecells,SOCs）是一种绿色高效的能源转换装置,既可以作为固体氧化物燃料电池（Solid oxide Fuel Cells,SOFCs）将燃料的化学能转化电能,又可以作为固体氧化物电解池（Solid oxide electrolysis cells,SOECs）将过剩的电能转化为化学能储存。降低SOCs电池的操作温度,不仅可以降低电池组件的成本,如连接体,还可以提高电池的使用寿命和耐久性,因此是目前研究的主要方向。采用多孔电极支撑的薄膜化电解质,是降低SOFCs工作温度的有效途径。目前制备多孔支撑体电极时通常采用石墨等造孔剂,其孔隙无序分布,孔道弯曲,导致浓差极化严重,影响了电池的性能。因此,本论文研究开放、直孔电极支撑体的相转化流延成型方法,研究支撑体的孔道结构与电池电化学性能的关系,为SOCs技术的实用化提供制备科学和材料基础。论文第一章主要介绍了 SOCs发展历史、工作原理、影响电池性能的主要因素,并对电极和电解质等关键材料进行了概述。随后总结了电池的主要构型以及制备方法。针对SOCs实用化面临的制备问题,提出了论文的研究内容。第二章我们采... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 固体氧化物电池简介
    1.3 固体氧化物电池
        1.3.1 固体氧化物电池工作原理
        1.3.2 固体氧化物电池的理论电动势和开路电压
        1.3.3 固体氧化物电池的极化损失
        1.3.4 固体氧化物电池的工作曲线
    1.4 固体氧化物电池的关键材料
        1.4.1 空气极材料
        1.4.2 电解质材料
        1.4.3 燃料极材料
    1.5 平板状SOC制备方法
        1.5.1 干压法
        1.5.2 普通流延法
        1.5.3 相转化法
    1.6 本论文研究目标和内容
    参考文献
第二章 开放直孔阳极支撑SOFC的制备及优化研究
    2.1 引言
    2.2 实验方法
    2.3 结果
        2.3.1 阳极烧结行为、微观形貌以及孔隙率
        2.3.2 单电池形貌及电化学性能
        2.3.3 添加阳极功能层对电池电化学性能影响
    2.4 讨论
    2.5 结论
    参考文献
第三章 平板型双层阳极支撑中温SOFC的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 平板NiO-YSZ阳极支撑电池的制备
        3.2.2 平板式单电池表征
    3.3 结果
    3.4 讨论
    3.5 结论
    参考文献
第四章 双层开孔电极支撑SOC制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 SOC的制备
        4.2.2 SOC性能表征
    4.3 结果
        4.3.1 电池形貌及性能
        4.3.2 电池的微观形貌及电化学性能
    4.4 讨论
    4.5 结论
    参考文献
第五章 基于YSZ/SDC双层电解质的平板SOC制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 粉体制备
        5.2.2 平板电池的制备
        5.2.3 平板单电池性能表征
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 电池形貌
        5.3.2 SOFC性能
        5.3.3 SOEC性能
    5.4 结论
    参考文献
第六章 平板-管状SOFC制备及性能研究
    6.1 引言
    6.2 实验方法
        6.2.1 阳极坯体的制备
        6.2.2 电池的制备
        6.2.3 电池的表征
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 多通道电池性能
        6.3.2 单通道电池性能
    6.4 结论
    参考文献
第七章 总结与展望
致谢
在读期间发表的论文与取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni/Ni-GDC双层阳极支撑型IT-SOFC性能研究[J]. 郭桂平,彭开萍.  电源技术. 2015(04)
[2]以丁烷为燃料的便携直接火焰固体氧化物燃料电池堆的研究(英文)[J]. 王宇光,孙良良,罗凌虹,吴也凡,刘丽丽,石纪军.  燃料化学学报. 2014(09)
[3]Review:Development of lanthanum strontium cobalt ferrite composite cathodes for intermediate-to low-temperature solid oxide fuel cells[J]. Nurul Akidah BAHARUDDIN,Hamimah Abd RAHMAN,Andanastuti MUCHTAR,Abu Bakar SULONG,Huda ABDULLAH.  Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2013(01)
[4]固体氧化物燃料电池关键材料及电池堆技术[J]. 陈建颖,曾凡蓉,王绍荣,陈玮,郑学斌.  化学进展. 2011(Z1)
[5]固体氧化物燃料电池–燃气轮机混合动力系统的性能及控制策略分析[J]. 李杨,翁一武.  中国电机工程学报. 2010(35)
[6]日本新能源产业发展及其与中国的比较[J]. 陈伟.  中国人口.资源与环境. 2010(06)
[7]中国新能源资源潜力及前景展望[J]. 李景明,王红岩,赵群.  天然气工业. 2008(01)

博士论文
[1]固体氧化物电池的相转化法制备和性能表征[D]. 陈龙.中国科学技术大学 2015



本文编号：2902159