抗碳耐硫的双钙钛矿结构固体氧化物燃料电池电极材料及性能
发布时间：2023-06-01 01:55
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种可以直接将燃料的化学能转化为电能的装置,具有高效率、低污染、燃料灵活等优点,在21世纪能源危机和环境污染的背景下受到了广泛的关注。在SOFC中,传统的Ni基阳极在使用碳氢化合物为燃料时遇到了很多问题,主要问题就是碳沉积和硫中毒。因此,开发新型的既抗碳沉积又耐硫中毒的电极材料对推动SOFC商业化是至关重要的。为了开发既抗碳沉积又耐硫中毒的电极材料,本文研究了两类双钙钛矿结构电极材料:一类为Sr1.9VMoO6–δ(SVMO)和Sr2TiMoO6–δ(STMO)阳极材料,一类为对称电极材料:Sr2TiFe1–xMoxO6–δ(STFM,x=0.1,0.2)。用固相法在1200℃、5％H2/Ar中烧结10 h获得了立方结构的SVMO阳极。该阳极材料与常用SOFC电解质LSGM和SDC在5％H2/Ar中1000℃以下具有良好的化学兼容性。SV...
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 燃料电池概述
1.2 .SOFC工作原理
1.3 SOFC理论电动势
1.4 SOFC的开路电压与极化损失
1.5 SOFC的关键材料
1.5.1 阴极材料
1.5.2 连接体材料
1.5.3 电解质材料
1.5.4 阳极材料
1.6 本文的研究意义和内容
第二章 实验材料制备及其表征方法
2.1 实验原材料
2.2 实验材料制备和电池制作
2.2.1 电解质和阴极材料制备
2.2.2 电池的制备
2.3 表征方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 X射线光电子能谱 (X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)
2.3.3 氢的程序升温还原(H2–TPR)和氧的程序升温脱附 (O2?TPD)
2.3.4 热膨胀和热重
2.3.5 电导率
2.3.6 电化学阻抗及其单电池性能
2.3.7 拉曼散射
2.3.8 扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS)
第三章 双钙钛矿结构Sr1.9VMOO6阳极材料的性能及其优化
3.1 前言
3.2 SVMO阳极材料的性能研究
3.2.1 物相结构和化学兼容性
3.2.2 H2-TPR
3.2.3 TEC和TG
3.2.4 电导率
3.2.5 阻抗分析
3.2.6 SEM和EDS
3.2.7 单电池的电化学性能和稳定性
3.4 本章小结
第四章 双钙钛矿结构Sr2TiMoO6阳极材料的性能及其优化
4.1 前言
4.2 STMO阳极材料的性能研究及其优化
4.2.1 物相结构和化学兼容性
4.2.2 XPS分析
4.2.3 TPR
4.2.4 电导率
4.2.5 TEC和TG
4.2.6 电化学阻抗
4.2.7 SEM和EDS
4.2.8 单电池电化学性能和稳定性
4.3 本章小结
第五章 双钙钛矿结构SrTi1–xCoxMoO6(x=0.1、0.2)阳极材料性能研究
5.1 前言
5.2 STCM阳极材料的性能研究
5.2.1 物相结构和化学兼容性
5.2.2 TEC和TG
5.2.3 电导率
5.2.4 电化学阻抗
5.2.5 单电池性能和稳定性
5.2.7 拉曼测试
5.4 本章小结
第六章 双钙钛矿结构SrTiMo1–xFexO6(x=0.1–0.5)阳极材料性能研究
6.1 前言
6.2 STMF阳极材料性能研究
6.2.1 物相结构和化学兼容性
6.2.2 TEC
6.2.3 电导率
6.2.4 电化学阻抗
6.2.5 单电池性能
6.2.6 电池稳定性和拉曼测试
6.3 本章小结
第七章 双钙钛矿结构Sr2TiFe1–xMoxO6(x=0.1,0.2)对称电极性能研究..
7.1 前言
7.2 STFM对称电极材料的性能研究
7.2.1 物相结构和化学兼容性
7.2.2 程序升温脱附(TPD)和程序升温还原(TPR)
7.2.3 热膨胀和热重
7.2.4 原位高温XRD
7.2.5 电导率
7.2.6 电化学阻抗
7.2.7 单电池性能和稳定性
7.2.8 拉曼测试
7.3 结论
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3826423
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 燃料电池概述
1.2 .SOFC工作原理
1.3 SOFC理论电动势
1.4 SOFC的开路电压与极化损失
1.5 SOFC的关键材料
1.5.1 阴极材料
1.5.2 连接体材料
1.5.3 电解质材料
1.5.4 阳极材料
1.6 本文的研究意义和内容
第二章 实验材料制备及其表征方法
2.1 实验原材料
2.2 实验材料制备和电池制作
2.2.1 电解质和阴极材料制备
2.2.2 电池的制备
2.3 表征方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 X射线光电子能谱 (X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)
2.3.3 氢的程序升温还原(H2–TPR)和氧的程序升温脱附 (O2?TPD)
2.3.4 热膨胀和热重
2.3.5 电导率
2.3.6 电化学阻抗及其单电池性能
2.3.7 拉曼散射
2.3.8 扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS)
第三章 双钙钛矿结构Sr1.9VMOO6阳极材料的性能及其优化
3.1 前言
3.2 SVMO阳极材料的性能研究
3.2.1 物相结构和化学兼容性
3.2.2 H2-TPR
3.2.3 TEC和TG
3.2.4 电导率
3.2.5 阻抗分析
3.2.6 SEM和EDS
3.2.7 单电池的电化学性能和稳定性
3.4 本章小结
第四章 双钙钛矿结构Sr2TiMoO6阳极材料的性能及其优化
4.1 前言
4.2 STMO阳极材料的性能研究及其优化
4.2.1 物相结构和化学兼容性
4.2.2 XPS分析
4.2.3 TPR
4.2.4 电导率
4.2.5 TEC和TG
4.2.6 电化学阻抗
4.2.7 SEM和EDS
4.2.8 单电池电化学性能和稳定性
4.3 本章小结
第五章 双钙钛矿结构SrTi1–xCoxMoO6(x=0.1、0.2)阳极材料性能研究
5.1 前言
5.2 STCM阳极材料的性能研究
5.2.1 物相结构和化学兼容性
5.2.2 TEC和TG
5.2.3 电导率
5.2.4 电化学阻抗
5.2.5 单电池性能和稳定性
5.2.7 拉曼测试
5.4 本章小结
第六章 双钙钛矿结构SrTiMo1–xFexO6(x=0.1–0.5)阳极材料性能研究
6.1 前言
6.2 STMF阳极材料性能研究
6.2.1 物相结构和化学兼容性
6.2.2 TEC
6.2.3 电导率
6.2.4 电化学阻抗
6.2.5 单电池性能
6.2.6 电池稳定性和拉曼测试
6.3 本章小结
第七章 双钙钛矿结构Sr2TiFe1–xMoxO6(x=0.1,0.2)对称电极性能研究..
7.1 前言
7.2 STFM对称电极材料的性能研究
7.2.1 物相结构和化学兼容性
7.2.2 程序升温脱附(TPD)和程序升温还原(TPR)
7.2.3 热膨胀和热重
7.2.4 原位高温XRD
7.2.5 电导率
7.2.6 电化学阻抗
7.2.7 单电池性能和稳定性
7.2.8 拉曼测试
7.3 结论
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3826423
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