固体氧化物燃料电池La 1-x Sr x MnO 3-δ 包覆Ba 1-x Sr x Co 1-y Fe y O 3-δ
发布时间：2021-10-12 03:03
固体氧化物燃料电池（SOFC）以其清洁、高效、燃料来源广等优点被认为是当前最有应用前景的新能源技术之一。基于SOFC长期稳定运行的要求,降低其工作温度已经成为目前研究的热点。传统的中低温SOFC阴极材料较低的催化活性制约了其技术发展。目前在中温SOFC中应用较广的是钙钛矿型阴极材料,包括La1-xSrxMnO3-δ（LSM）、Ba1-xSrxCo1-yFeyO3-δ（BSCF）、La1-xSrxCo1-yFeyO3-δ（LSCF）等。BSCF在中低温时具有较好的催化活性,但其稳定性较差,而LSM虽然有较好的稳定性,但其在中低温时几乎没有离子导电性。基于核壳结构的复合阴极（BSCF表面包覆LSM）可以实现材料稳定性和高催化活性的双重优化。复合阴极核壳结构中存在壳层和核体的界面结合,通过密度泛函理论的计算发现...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固体氧化物燃料电池结构示意图
系数比 YSZ 要大且高温下容易团聚。为了解决这些问浸渍在 YSZ 的骨架上，形成 Ni/YSZ 的复合阳极[11]。了三相界面处电极反应的稳定进行。Ni/YSZ 的复合阳好的催化活性和稳定性，存在非常广泛的应用[12]。在使极容易产生碳沉积，降低催化活性，因此抗积碳性能的。除了 Ni/YSZ 阳极，Cu/YSZ、掺杂的钙钛矿材料等也物燃料电池阴极研究进展（空气电极）主要发生的是氧气的吸附、解离和传输作，SOFC 阴极应该具备高温热稳定性和高温抗氧化性率起到传递电子和离子的作用，与电解质热膨胀匹配且结构，能够为氧气的输送提供通道和足够的反应面积。
Yan Wang 和 Hai-Ping Cheng[35]利用第一性原理的多种近似方法对 LaBO3（B =，Fe，Cr）表面的 ORR 机制进行了比较研究，计算结果表明 ORR 活性的顺序LaMnO3> LaCrO3> LaFeO3，这与实验中得到的结果是一致的。Yuri A. Mastrikov 等人[36]开展了一系列关于 LSM 阴极的计算，确定了 MnO200）面是 SOFC 工作条件下最稳定的表面，还计算了 O2在 MnO2（100）表面吸解离、传输的不同路径，最终确定了最可能的反应机理，如图 1-3 所示。讨论应速率的变化、吸附位置的选择对氧空位缺陷的影响机理。除了对 LSM 的氧原机理进行研究，他们[37]还利用第一性原理密度泛函理论对 LSCF 系列钙钛料中的氧空位形成形成和迁移进行了计算，得到了氧离子迁移过程中的结构变电荷转移和过渡态势垒，发现 LSCF 的元素掺杂比例和氧空位形成能都对氧离迁移势垒影响不大。与 BSCF 相比，LSCF 氧离子迁移过程中向金属阳离子的转移很少，这也是 LSCF 的氧离子迁移势垒比较小的原因之一。
本文编号：3431762
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固体氧化物燃料电池结构示意图
系数比 YSZ 要大且高温下容易团聚。为了解决这些问浸渍在 YSZ 的骨架上，形成 Ni/YSZ 的复合阳极[11]。了三相界面处电极反应的稳定进行。Ni/YSZ 的复合阳好的催化活性和稳定性，存在非常广泛的应用[12]。在使极容易产生碳沉积，降低催化活性，因此抗积碳性能的。除了 Ni/YSZ 阳极，Cu/YSZ、掺杂的钙钛矿材料等也物燃料电池阴极研究进展（空气电极）主要发生的是氧气的吸附、解离和传输作，SOFC 阴极应该具备高温热稳定性和高温抗氧化性率起到传递电子和离子的作用，与电解质热膨胀匹配且结构，能够为氧气的输送提供通道和足够的反应面积。
Yan Wang 和 Hai-Ping Cheng[35]利用第一性原理的多种近似方法对 LaBO3（B =，Fe，Cr）表面的 ORR 机制进行了比较研究，计算结果表明 ORR 活性的顺序LaMnO3> LaCrO3> LaFeO3，这与实验中得到的结果是一致的。Yuri A. Mastrikov 等人[36]开展了一系列关于 LSM 阴极的计算，确定了 MnO200）面是 SOFC 工作条件下最稳定的表面，还计算了 O2在 MnO2（100）表面吸解离、传输的不同路径，最终确定了最可能的反应机理，如图 1-3 所示。讨论应速率的变化、吸附位置的选择对氧空位缺陷的影响机理。除了对 LSM 的氧原机理进行研究，他们[37]还利用第一性原理密度泛函理论对 LSCF 系列钙钛料中的氧空位形成形成和迁移进行了计算，得到了氧离子迁移过程中的结构变电荷转移和过渡态势垒，发现 LSCF 的元素掺杂比例和氧空位形成能都对氧离迁移势垒影响不大。与 BSCF 相比，LSCF 氧离子迁移过程中向金属阳离子的转移很少，这也是 LSCF 的氧离子迁移势垒比较小的原因之一。
本文编号：3431762
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