氧化铈基固体氧化物燃料电池结构设计及其电化学研究
发布时间：2021-05-09 10:35
固体氧化物燃料电池（SOFCs）可将燃料的化学能直接转化为电能,是一种能量转换效率高,环境友好的发电装置。经过近几十年的发展,SOFCs中低温化逐渐成为目前该领域的一个重要研究方向。掺杂的氧化铈（Doped20Ceria,DCO）电解质在中低温下具有较高的离子电导率。因此,DCO基SOFCs被认为是很有发展前景的一类中低温SOFCs。本论文针对DCO基SOFCs存在的问题进行了一系列电池新材料与结构的设计,并对电池的电化学性能和改性机理展开了较为系统的深入研究和分析。第一章,简单介绍了20SOFCs的研究背景和工作原理,对SOFCs的关键材料-电解质做了着重的阐述。第二章,提出了一种原位反应的方法制备BaCe1-xSmx03-δ修饰Ce0.8Sm0.201.9（SDC）复合电解质。通过利用BaO和SDC在高温烧结过程中反应,合成了一系列不同比例的BaCe1-xSmxO3-δ修饰Ce0.8Sm0.2019复合电解质。随后对合成的复合电解质粉体进行了表征,并研究了不同比例的复合电解质基电池的电化学性能。实验结果发现,原位生成的BaCe1-xSmx03-δ包覆在SDC颗粒表面,形成了BaCe...
【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】：120 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 SOFCs工作原理
1.3 SOFCs电解质材料
1.3.1 稳定氧化锆基电解质
1.3.2 掺杂氧化铈基材料
1.3.3 稳定氧化铋基电解质
1.3.4 掺杂LaGaO_3基电解质
1.3.5 掺杂BaCeO_3-BaZrO_3质子导体电解质
1.4 掺杂氧化铈基材料在SOFCs中的应用简介
1.4.1 掺杂氧化铈材料在阳极中的应用
1.4.2 掺杂氧化铈材料在阴极中的应用
1.4.3 掺杂氧化铈材料用作缓冲功能层
1.5 掺杂氧化铈基SOFCs的研究进展与现状
1.6 本论文的工作思路及研究内容
参考文献
第二章 原位反应法制备BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)修饰Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)复合电解质的研究
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)@Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)复合粉体的制备
2.2.2 NiO-SDC/BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)@Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)/SSC-SDC单电池的制备
2.2.3 样品表征及单电池的性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)@Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)复合电解质相结构分析
2.3.2 BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)@Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)电解质粉体和单电池的微观结构
2.3.3 单电池电化学性能分析
2.4 结论
参考文献
第三章 设计并调控阳极Ba源的含量应用于氧化铈基SOFC的研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 粉体制备
3.2.2 单电池的制备
3.2.3 单电池电化学性能的表征及测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 相结构
3.3.2 单电池的微观结构
3.3.3 单电池的开路电压与电子阻挡层厚度
3.3.4 单电池的性能
3.4 结论
参考文献
第四章 含Sr阳极应用于氧化铈基SOFC的研究
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 粉体制备
4.2.2 单电池的制备
4.2.3 单电池电化学性能的表征及测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 相结构
4.3.2 单电池的微结构
4.3.3 单电池的烧结温度的影响
4.3.4 电子阻挡层成分分析
4.3.5 单电池的性能
4.4 结论
参考文献
第五章 含Ba、Sr阳极应用于氧化铈基SOFC的研究
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 粉体制备
5.2.2 单电池的制备
5.2.3 单电池电化学性能的表征及其他相关的测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 相结构
5.3.2 单电池微结构与含Sr阳极的烧结活性
5.3.3 Ba、Sr元素在SDC电解质中扩散
5.3.4 单电池的开路电压与电子阻挡层
5.3.5 电子阻挡层的成分分析
5.3.6 单电池的性能
5.4 结论
参考文献
第六章 论文总结与研究展望
6.1 论文总结
6.2 研究展望
全文简写汇总
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果
本文编号：3177152
【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】：120 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 SOFCs工作原理
1.3 SOFCs电解质材料
1.3.1 稳定氧化锆基电解质
1.3.2 掺杂氧化铈基材料
1.3.3 稳定氧化铋基电解质
1.3.4 掺杂LaGaO_3基电解质
1.3.5 掺杂BaCeO_3-BaZrO_3质子导体电解质
1.4 掺杂氧化铈基材料在SOFCs中的应用简介
1.4.1 掺杂氧化铈材料在阳极中的应用
1.4.2 掺杂氧化铈材料在阴极中的应用
1.4.3 掺杂氧化铈材料用作缓冲功能层
1.5 掺杂氧化铈基SOFCs的研究进展与现状
1.6 本论文的工作思路及研究内容
参考文献
第二章 原位反应法制备BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)修饰Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)复合电解质的研究
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)@Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)复合粉体的制备
2.2.2 NiO-SDC/BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)@Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)/SSC-SDC单电池的制备
2.2.3 样品表征及单电池的性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)@Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)复合电解质相结构分析
2.3.2 BaCe_(1-x)Sm_xO_(3-δ)@Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)电解质粉体和单电池的微观结构
2.3.3 单电池电化学性能分析
2.4 结论
参考文献
第三章 设计并调控阳极Ba源的含量应用于氧化铈基SOFC的研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 粉体制备
3.2.2 单电池的制备
3.2.3 单电池电化学性能的表征及测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 相结构
3.3.2 单电池的微观结构
3.3.3 单电池的开路电压与电子阻挡层厚度
3.3.4 单电池的性能
3.4 结论
参考文献
第四章 含Sr阳极应用于氧化铈基SOFC的研究
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 粉体制备
4.2.2 单电池的制备
4.2.3 单电池电化学性能的表征及测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 相结构
4.3.2 单电池的微结构
4.3.3 单电池的烧结温度的影响
4.3.4 电子阻挡层成分分析
4.3.5 单电池的性能
4.4 结论
参考文献
第五章 含Ba、Sr阳极应用于氧化铈基SOFC的研究
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 粉体制备
5.2.2 单电池的制备
5.2.3 单电池电化学性能的表征及其他相关的测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 相结构
5.3.2 单电池微结构与含Sr阳极的烧结活性
5.3.3 Ba、Sr元素在SDC电解质中扩散
5.3.4 单电池的开路电压与电子阻挡层
5.3.5 电子阻挡层的成分分析
5.3.6 单电池的性能
5.4 结论
参考文献
第六章 论文总结与研究展望
6.1 论文总结
6.2 研究展望
全文简写汇总
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果
本文编号：3177152
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