SrCo 1-x Ta x O 3-δ 阴极及其与Pr 6 O 11 复合阴极的制备与电化学性能研究
发布时间：2022-12-09 17:55
固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cell,SOFC）是一种将化学能直接转换为电能的发电装置,以其高效率、低污染、低成本等特点备受关注。阴极材料是SOFC重要构件之一,能够增加氧还原反应的三相界面,提高电极的催化活性,开发具有高催化活性的阴极以提高SOFC的输出性能是人们一直追求的目标。本论文制备了Ta掺杂的SrCo1-xTaxO3-δ（SCTO）阴极材料并研究了其电化学性能。为进一步促进SCTO的电催化性能,制备了Pr6O11复合的SCTO-PO复合阴极材料,并研究了这种复合阴极材料的电化学性能及Pr6O11对阴极性能的影响。本文采用固相法制备SrCo1-xTaxO3-δ（x=0-0.3）阴极材料。结果表明,SrCo1-xTaxO3-δ阴极粉体经过1100°C烧结10小时,形成单相的...
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 燃料电池简介
1.3 固体氧化物燃料电池(SOFC)的概述
1.3.1 SOFC的工作原理
1.3.2 SOFC的优点
1.4 SOFC的关键材料
1.4.1 电解质材料
1.4.2 阳极材料
1.4.3 阴极材料
1.5 SOFC阴极材料的概述
1.5.1 SOFC阴极的工作原理
1.5.2 SOFC阴极的发展现状
1.6 本论文的研究意义及内容
第二章 固体氧化物燃料电池SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极材料的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料与仪器
2.2.2 样品的合成
2.2.2.1 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极粉体的制备
2.2.2.2 SDC电解质基片的制备
2.2.2.3 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SDC复合阳极材料的制备
2.2.2.4 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)对称半电池的制备
2.2.2.5 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SDC/SDC/SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)单电池的制备
2.2.3 测试和表征方法
2.3 实验结果与分析
2.3.1 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极材料的XRD分析
2.3.2 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极材料的交流阻抗谱分析
2.3.3 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极材料的微观结构
2.3.4 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SDC/SDC/SCTO单电池的性能测试
2.3.4.1 单电池的输出性能
2.3.4.2 单电池的交流阻抗谱测试
2.3.4.3 单电池的微观结构
2.4 本章小结
第三章 SCTO-PO复合阴极的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料与仪器
3.2.2.1 机械混合法制备SCTO-PO复合阴极
3.2.2.2 Pr(NO_3)_3·6H_2O浸渍液的制备
3.2.2.3 离子浸渍法制备SCTO-PO复合阴极
3.2.2.4 电解质支撑的单电池的制备
3.3 实验结果与分析
3.3.1 机械混合法制备SCTO-PO复合阴极的实验结果分析
3.3.1.1 SCTO-PO复合阴极的XRD分析
3.3.1.2 SCTO-PO复合阴极的交流阻抗谱分析
3.3.1.3 SCTO-PO复合阴极的微观结构
3.3.2 离子浸渍法制备SCTO-PO复合阴极的实验结果分析
3.3.2.1 SCTO-PO复合阴极的交流阻抗谱分析
3.3.2.2 SCTO-PO复合阴极的微观结构
3.3.3 对两种方法制备SCTO-PO复合阴极的实验结果分析
3.3.3.1 交流阻抗谱对比分析
3.3.3.2 微观形貌对比分析
3.3.4 电解质支撑的复合阴极SCTO-PO单电池的性能分析
3.3.4.1 复合阴极SCTO-PO单电池的输出性能分析
3.3.4.2 复合阴极SCTO-PO单电池的交流阻抗谱分析
3.3.4.3 复合阴极SCTO-PO单电池的微观结构
3.3.5 离子浸渍法制备复合阴极SCTO-PO单电池的长期稳定性分析
3.4 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba1-xSrxCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的制备与性能研究[J]. 韩飞,刘晓梅,毕海林,张立军,裴力,苏文辉. 无机材料学报. 2013(11)
[2]VOx-Cu浸渍复合阳极支撑的抗硫中温固体氧化物燃料电池的制备与性能[J]. 罗坤,屠恒勇,符显珠,骆静利,余晴春. 功能材料. 2011(S5)
[3]低温固体氧化物燃料电池[J]. 章蕾,夏长荣. 化学进展. 2011(Z1)
[4]用于制备SOFC电解质膜Sm0.2Ce0.8O1.9的合成及性能研究[J]. 丁姣,刘江,郭为民. 无机材料学报. 2009(01)
博士论文
[1]中温固体氧化物燃料电池钴基钙钛矿结构阴极材料性能研究[D]. 熊明文.上海交通大学 2013
[2]新型固体氧化物燃料电池的设计及其性能研究[D]. 魏涛.华中科技大学 2012
[3]质子导体固体氧化物燃料电池的阴极材料及其电化学研究[D]. 赵凌.中国科学技术大学 2012
[4]中温固体氧化物燃料电池钴基阴极材料的性能研究[D]. 吕世权.吉林大学 2011
[5]中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备与表征[D]. 赵飞.中国科学技术大学 2009
[6]中温固体氧化物燃料电池CeO2基复合电解质材料的制备和性能研究[D]. 徐丹.吉林大学 2008
[7]低温固体氧化物燃料电池阴极材料制备及其性能研究[D]. 孙雪丽.大连海事大学 2007
[8]中温固体氧化物燃料电池的研制与电极过程的研究[D]. 阎景旺.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2002
硕士论文
[1]阴极材料SrCo0.8Ti0.2-xNbxO3-δ的制备及在SOFC中的性能评价[D]. 吴剑敏.内蒙古大学 2017
[2]中温固体氧化物燃料电池离子浸渍的钴基阴极制备及性能优化[D]. 金晶.内蒙古大学 2016
[3]钴基Ca3Co2O6-δ阴极和复合阴极材料的制备及在SOFC中性能评价[D]. 王艳姣.内蒙古大学 2015
[4]固体氧化物燃料电池钙钛矿阴极材料的研究[D]. 余良浩.安徽理工大学 2015
[5]固体氧化物燃料电池层状钴基阴极材料Ca3Co4O9-δ的制备及性能表征[D]. 阿鲁斯.内蒙古大学 2015
[6]中温固体氧化物燃料电池中双钙钛矿阴极材料LaBaCo2O5+σ的制备与性能研究[D]. 郁杨.吉林大学 2013
[7]中温固体氧化物燃料电池多孔阴极的改性[D]. 孔令平.哈尔滨工业大学 2009
[8]质子交换膜燃料电池膜电极发电性能的研究[D]. 耿东森.北京化工大学 2005
[9]固体氧化物燃料电池的传热传质数值模拟[D]. 黄镜欢.南京理工大学 2004
本文编号：3715103
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 燃料电池简介
1.3 固体氧化物燃料电池(SOFC)的概述
1.3.1 SOFC的工作原理
1.3.2 SOFC的优点
1.4 SOFC的关键材料
1.4.1 电解质材料
1.4.2 阳极材料
1.4.3 阴极材料
1.5 SOFC阴极材料的概述
1.5.1 SOFC阴极的工作原理
1.5.2 SOFC阴极的发展现状
1.6 本论文的研究意义及内容
第二章 固体氧化物燃料电池SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极材料的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料与仪器
2.2.2 样品的合成
2.2.2.1 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极粉体的制备
2.2.2.2 SDC电解质基片的制备
2.2.2.3 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SDC复合阳极材料的制备
2.2.2.4 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)对称半电池的制备
2.2.2.5 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SDC/SDC/SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)单电池的制备
2.2.3 测试和表征方法
2.3 实验结果与分析
2.3.1 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极材料的XRD分析
2.3.2 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极材料的交流阻抗谱分析
2.3.3 SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极材料的微观结构
2.3.4 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SDC/SDC/SCTO单电池的性能测试
2.3.4.1 单电池的输出性能
2.3.4.2 单电池的交流阻抗谱测试
2.3.4.3 单电池的微观结构
2.4 本章小结
第三章 SCTO-PO复合阴极的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料与仪器
3.2.2.1 机械混合法制备SCTO-PO复合阴极
3.2.2.2 Pr(NO_3)_3·6H_2O浸渍液的制备
3.2.2.3 离子浸渍法制备SCTO-PO复合阴极
3.2.2.4 电解质支撑的单电池的制备
3.3 实验结果与分析
3.3.1 机械混合法制备SCTO-PO复合阴极的实验结果分析
3.3.1.1 SCTO-PO复合阴极的XRD分析
3.3.1.2 SCTO-PO复合阴极的交流阻抗谱分析
3.3.1.3 SCTO-PO复合阴极的微观结构
3.3.2 离子浸渍法制备SCTO-PO复合阴极的实验结果分析
3.3.2.1 SCTO-PO复合阴极的交流阻抗谱分析
3.3.2.2 SCTO-PO复合阴极的微观结构
3.3.3 对两种方法制备SCTO-PO复合阴极的实验结果分析
3.3.3.1 交流阻抗谱对比分析
3.3.3.2 微观形貌对比分析
3.3.4 电解质支撑的复合阴极SCTO-PO单电池的性能分析
3.3.4.1 复合阴极SCTO-PO单电池的输出性能分析
3.3.4.2 复合阴极SCTO-PO单电池的交流阻抗谱分析
3.3.4.3 复合阴极SCTO-PO单电池的微观结构
3.3.5 离子浸渍法制备复合阴极SCTO-PO单电池的长期稳定性分析
3.4 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba1-xSrxCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的制备与性能研究[J]. 韩飞,刘晓梅,毕海林,张立军,裴力,苏文辉. 无机材料学报. 2013(11)
[2]VOx-Cu浸渍复合阳极支撑的抗硫中温固体氧化物燃料电池的制备与性能[J]. 罗坤,屠恒勇,符显珠,骆静利,余晴春. 功能材料. 2011(S5)
[3]低温固体氧化物燃料电池[J]. 章蕾,夏长荣. 化学进展. 2011(Z1)
[4]用于制备SOFC电解质膜Sm0.2Ce0.8O1.9的合成及性能研究[J]. 丁姣,刘江,郭为民. 无机材料学报. 2009(01)
博士论文
[1]中温固体氧化物燃料电池钴基钙钛矿结构阴极材料性能研究[D]. 熊明文.上海交通大学 2013
[2]新型固体氧化物燃料电池的设计及其性能研究[D]. 魏涛.华中科技大学 2012
[3]质子导体固体氧化物燃料电池的阴极材料及其电化学研究[D]. 赵凌.中国科学技术大学 2012
[4]中温固体氧化物燃料电池钴基阴极材料的性能研究[D]. 吕世权.吉林大学 2011
[5]中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备与表征[D]. 赵飞.中国科学技术大学 2009
[6]中温固体氧化物燃料电池CeO2基复合电解质材料的制备和性能研究[D]. 徐丹.吉林大学 2008
[7]低温固体氧化物燃料电池阴极材料制备及其性能研究[D]. 孙雪丽.大连海事大学 2007
[8]中温固体氧化物燃料电池的研制与电极过程的研究[D]. 阎景旺.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2002
硕士论文
[1]阴极材料SrCo0.8Ti0.2-xNbxO3-δ的制备及在SOFC中的性能评价[D]. 吴剑敏.内蒙古大学 2017
[2]中温固体氧化物燃料电池离子浸渍的钴基阴极制备及性能优化[D]. 金晶.内蒙古大学 2016
[3]钴基Ca3Co2O6-δ阴极和复合阴极材料的制备及在SOFC中性能评价[D]. 王艳姣.内蒙古大学 2015
[4]固体氧化物燃料电池钙钛矿阴极材料的研究[D]. 余良浩.安徽理工大学 2015
[5]固体氧化物燃料电池层状钴基阴极材料Ca3Co4O9-δ的制备及性能表征[D]. 阿鲁斯.内蒙古大学 2015
[6]中温固体氧化物燃料电池中双钙钛矿阴极材料LaBaCo2O5+σ的制备与性能研究[D]. 郁杨.吉林大学 2013
[7]中温固体氧化物燃料电池多孔阴极的改性[D]. 孔令平.哈尔滨工业大学 2009
[8]质子交换膜燃料电池膜电极发电性能的研究[D]. 耿东森.北京化工大学 2005
[9]固体氧化物燃料电池的传热传质数值模拟[D]. 黄镜欢.南京理工大学 2004
本文编号：3715103
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