氧化铈电解质SOFC用Al 2 O 3 -SiO 2 -B 2 O 3 密封材料研究

发布时间：2023-03-13 19:21

　　燃料电池是一种直接将化学能转化成电能的装置,平板式固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC)被密封材料限制了发展。SOFC要求密封材料能够隔绝燃料气体与空气,与相邻组元热膨胀系数匹配,高温工作时化学性质稳定等。为了解决这些问题,本论文以Ce_0.8Gd_0.2O_1.9(简称GDC)电解质的中温SOFC作为技术背景,研究开发能够满足GDC电解质SOFC的密封材料。本实验用Al₂O₃-SiO₂-B₂O₃-CeO₂体系为基础,分别以CaO、BaO和Na₂O作为添加剂(15%)进行筛选实验,测试其热膨胀系数与半球温度。三种添加剂的热膨胀系数分别为8.773×10^-6K^-1、8.017×10^-6K^-1和10.395×10^-6K^-1...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 课题研究目的及意义
    1.2 固体氧化物燃料电池
        1.2.1 SOFC的工作原理
        1.2.2 SOFC的组成
    1.3 SOFC国内外发展状况
    1.4 SOFC封接技术
        1.4.1 封接材料特点及要求
        1.4.2 封接材料发展现状
        1.4.3 平板式SOFC封接理论与方法及其技术现状
    1.5 本课题的来源以及主要研究内容
2 密封材料的设计及筛选
    2.1 实验药品和试剂
    2.2 实验仪器和设备
    2.3 实验工艺过程
    2.4 密封材料体系的筛选及性能测试
        2.4.1 密封材料体系的选取
        2.4.2 密封材料的测试
        2.4.3 CaO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂-CeO₂ 体系
        2.4.4 Na₂O-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂-CeO₂ 体系
        2.4.5 BaO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂-CeO₂ 体系
    2.5 不同Al₂O₃ 含量对密封材料液相量的影响
        2.5.1 Al₂O₃ 含量10%的体系相图
        2.5.2 Al₂O₃ 含量20%的体系相图
        2.5.3 Al₂O₃ 含量30%的体系相图
    2.6 本章小结
3 液相量对电池封接的影响
    3.1 单电池的制备
        3.1.1 半电池的制备
        3.1.2 半电池的微观结构
        3.1.3 单电池的组装
    3.2 电池的封接与测试
    3.3 不同液相量单电池封接情况
    3.4 本章小结
4 添加量的不同Al₂O₃ 对密封材料性能的影响
    4.1 实验测试
        4.1.1 软化温度使用温度的测试
        4.1.2 样品热稳定性研究
        4.1.3 扫描电镜及能谱仪分析
        4.1.4 热膨胀系数测试
    4.2 单电池的测试
    4.3 本章小结
5 复合氧化铈对密封材料性能的影响
    5.1 分析测试
    5.2 测试结果与讨论
        5.2.1 复合密封材料的热性能
        5.2.2 封接温度的确定
        5.2.3 封接温度的热稳定性
        5.2.4 封接材料的微观形貌
        5.2.5 复合密封材料单电池的封接测试
    5.3 本章小结
6 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3762226