浸渍法制备纳米Ni/YSZ阳极稳定性的研究

发布时间：2021-09-04 23:44

　　固体氧化物燃料电池（SOFC）作为新型能源系统，具有很大的发展潜力。然而，其制备成本高，长期使用稳定性无法得到保障，严重制约其广泛应用。降低SOFC的运行温度可拓宽材料的选取范围从而降低成本，温度降低还可以缓解不同组件间高温下导致的元素扩散及界面反应而提高长期使用稳定性。但是温度降低导致电极电化学活性降低，极化电阻成为制约SOFC输出性能的关键因素。对具有优异电化学性能和长期稳定性的阳极的研究对于推动SOFC的商业化进程具有重要的指导意义和商业价值。在制备低温高效阳极中，用浸渍法将纳米量级Ni颗粒引入多孔结构氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）骨架中是一种非常有效的方法。这种方法可以极大的拓展阳极中的三相反应区（TPB），提高阳极的电化学活性，通过阳极的微结构的调控提升SOFC的阳极性能。但纳米阳极也面临着一个非常巨大的挑战，那就是纳米量级Ni颗粒具有较高的表面能，在SOFC运行温度下容易发生烧结团聚，这样极大的降低了阳极稳定性。因此，为了使阳极性能高效稳定，就必须研究电极微结构改变和浸渍工艺参数之间的关系，总结不同的制备条件下的阳极电化学性能及其稳定性变化规律，明确其影响机制，最终获得性能可... 

【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

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SOFC单电池组装：A双气室；B单气室；C直接火焰

而且用这种方法得到的阳极 Ni 的粒径为纳米量级，极大的域，如图 1-2 中 B 所示。Muecke 等人[14]的研究中利用喷涂热解 颗粒的高温烧结，得到粒径在几十纳米范围 Ni 颗粒。YSZYSZ

5:1.5 5:2 5:2.5 5:3 5:3.5 5:40204060Porosity/%Ratio图 2-3 孔隙率随混合比例的变化图2 造孔剂对阳极电导率影响木薯粉和面粉各自有不同的物化性质，木薯粉属于支链淀粉，不易和颗粒团聚，而且热膨胀系数相对较小，得到的孔形状相对较小而持球形；而面粉属于直链淀粉，在外力作用下容易发生形变和颗粒易膨胀，因此团聚的面粉颗粒在热分解过程中会产生更多的热量和产生更大的冲击力容易使得封闭孔变为贯穿孔，如图 2-4 所示。A B


本文编号：3384233