多孔层对固体氧化物电池LSM氧电极性能及稳定性的影响

发布时间：2021-11-12 19:45

　　固体氧化物电池（SOC）是能够在固体氧化物燃料电池（SOFC）以及固体氧化物电解池（SOEC）两种模式下运行的电化学能量转换装置,具有能量转化率高、对环境友好等优点,具有广阔的应用前景。目前,限制SOC大规模商业化应用的一个重要因素就是氧电极的长期稳定性问题。本文从改善(La_0.75Sr_0.25)_0.95MnO_3-δ（LSM）氧电极稳定性出发,系统地研究了多孔YSZ层对LSM氧电极在SOC两种模式下（阴极极化、阳极极化）运行中性能和稳定性的影响,并对相关机理进行了分析。此外,还使用Matlab独立编写了阻抗谱的DRT分析程序。采用旋涂法在致密YSZ电解质表面制备了多孔YSZ层,以LSM为电极制备了半电池,以三电极法测试LSM电极的电化学性能与稳定性。LSM电极在500 mA cm^-2电流密度下100h的阳极极化的研究表明,多孔层的引入增加了LSM电极在阳极极化时的稳定性。提出采用三步计时电位法进行电位弛豫观测以评价LSM电极/电解质界面区的氧压,研究发现,多孔YSZ层的引入能够... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

典型的燃料电池极化曲线

图 1-4 电解水反应的热力学过程[7]图 1-4 中可以看出随着温度的增加电解水反应所需总能量是增加的的电能却是减少的，这是由于在高温下反应进行时吸收的热能增加的幅度大于所需总能量增加的幅度，这导致电解水反应中所需的电的增加而下降。因此利用高温 SOEC 电解水制氢能够降低电能成本常有潜力的大规模制氢技术[8-12]。 SOC 各组件材料 1.2.1 和 1.2.2 小节可知 SOEC 和 SOFC 主要由电解质、多孔氧电极组成，下面对各部件常用的材料进行介绍。1 电解质材料mol%Y2O3稳定的 ZrO2（8YSZ）是 SOC 中最常用的电解质材料。温度范围内，YSZ 有很高氧离子电导率和热稳定性，同时在氧化和都具有很好的稳定性，因此是 SOC 中电解质的首选材料。但是高

哈尔滨工业大学理学硕士学位DRT 处理，不同 λ 值的 DRT 结果会同时显示在“DRT”面板中，便于比较不同λ 值引起 DRT 结果的变化趋势。阻抗谱及其 DRT 结果的显示：导入的阻抗谱数据以及重构阻抗谱数据分别以散点和实线形式显示在“阻抗谱”面板中的坐标轴内，DRT 结果以散点形式显示在“DRT”面板中的坐标轴内，可以直观的看出重构阻抗谱与阻抗谱数据之间的重合程度，重合程度高意味着当前选择的 λ 值是合适的，否则需要减小 λ 重新进行 DRT 处理。在完成一个阻抗谱的 DRT 处理后，可以点击“清理坐标轴”按钮将“阻抗谱”和“DRT”面板中的图形清空，在导入新的阻抗谱数据进行 DRT处理。

【参考文献】：
期刊论文
[1]中国燃料电池的发展[J]. 毕道治.  电源技术. 2000(02)

博士论文
[1]管式固体氧化物燃料电池的相转化制备与抗积碳研究[D]. 韩宗盈.中国矿业大学(北京) 2017



本文编号：3491544