PrFeO 3 基固体氧化物燃料电池阳极性能研究

发布时间：2022-08-02 14:49

　　随着社会的发展,21世纪正处于第三次能源转型时代,新能源开发与储能问题迫切地需要解决。固体氧化物燃料电池（SOFC）是全固态电池,燃料化学能直接转化为电能,转化效率高且环境友好。以往SOFC阳极常采用Ni/YSZ金属陶瓷阳极在使用化石燃料时易发生硫中毒、碳沉积及体积不稳定等问题,限制了 Ni/YSZ长期的稳定运行,在这种背景下,钙钛矿氧化物作为SOFC阳极候选材料脱颖而出。本文对SOFC钙钛矿氧化物阳极进行充分的调研后,选择Fe的钙钛矿氧化物（ABO₃）氧化物PrFeO₃作为基础材料,通过A位和B位掺杂的方法,系统地研究了其作为阳极的物相稳定性、还原分解规律和电化学性能。首先,采用溶胶-凝胶法进行材料合成,在PrFeO₃的A位掺杂了 Sr元素（0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5）,系统地研究了 A位掺Sr对PrFeO₃作为阳极材料的物相以及电化学稳定性的影响。研究发现,所合成产物均为纯正交相;在800℃干燥氢气气氛下还原5h后,六种样品都会发生完全分解,而PrFeO₃在... 

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 本课题的研究背景
    1.2 固体氧化物燃料电池(SOFC)
        1.2.1 SOFC工作原理
        1.2.2 SOFC组成部分及要求
    1.3 固体氧化物燃料电池的阳极材料研究进展
        1.3.1 钙钛矿固体氧化物阳极
        1.3.2 固体氧化物燃料电池阳极修饰方法研究
    1.4 课题研究的主要内容和目的及意义
第二章 不同含量A位掺杂PrFeO_3阳极性能分析
    2.1 引言
    2.2 样品的制备与物相表征
        2.2.1 不同含量Sr掺杂PrFeO_3粉体制备
        2.2.2 物相分析
    2.3 样品稳定性测试以及电化学性能分析
        2.3.1 测试样品制备
        2.3.2 还原稳定性分析
        2.3.3 电导率分析
        2.3.4 阳极极化阻抗和单电池输出功率分析
        2.3.5 阳极微观结构分析
    2.4 本章小结
第三章 不同价态掺杂Pr_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.9)X_(0.1)O_(3-δ)(X=Co,Ni,Ti,Nb)阳极性能分析
    3.1 引言
    3.2 样品的制备与物相表征
        3.2.1 过渡族元素(Co,Ni,Ti,Nb)掺杂Pr_(0.6)Sr_(0.4)FeO_3粉体制备
        3.2.2 物相分析
    3.3 样品稳定性测试以及电化学性能分析
        3.3.1 测试样品制备
        3.3.2 还原稳定性分析
        3.3.3 电导率分析
        3.3.4 阳极极化阻抗和单电池输出功率分析
    3.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Pr0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ对称固体氧化物燃料电池的性能优化研究[J]. 杨洋,田冬,丁岩芝,卢肖永,林彬,陈永红.  无机材料学报. 2017(03)

博士论文
[1]对称固体氧化物燃料电池的发电性能及优化控制研究[D]. 骆小谚.电子科技大学 2018
[2]中低温质子陶瓷膜燃料电池的设计与制备研究[D]. 林彬.中国科学技术大学 2010



本文编号：3668721