高温固态电池Ti/Fe基钙钛矿型电极的制备及电化学行为研究
发布时间：2023-04-02 21:38
高温固态电池是一种可以将固体氧化物燃料电池(SOFC)以及固体氧化物电解池(SOEC)相结合的能量转化装置:当用电需求较高时,SOFC模式能利用燃料气进行发电;而当用电需求较低时,SOEC模式可利用工业余热及余电直接将CO2等温室气体转化为燃料气以备循环使用。本文中采用的电池结构为对称可逆电池(SRSOC)结构,其优势在于可极大地降低电池制备与装配过程中的复杂程度、能源消耗,还能避免因阴阳极不一致而导致的与电解质热膨胀系数不匹配等问题。本文首先利用浸渍的方式在电解质骨架上引入Ce0.9Fe0.1O2-δ和Ce0.6Mn0.3Fe0.1O2-δ分别作为阻挡层,在这两种膜层的基础上再引入La0.3Sr0.7Ti0.3Fe0.7O3(LSTF)即Ti/Fe基钙钛矿型电极。在优化电极制备工艺后,文中分别对LSTF...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 燃料电池技术及其发展概况
1.3 固体氧化物燃料电池
1.3.1 固体氧化物燃料电池工作原理
1.3.2 固体氧化物燃料电池工作过程中极化损失分析
1.3.3 固体氧化物燃料电池关键材料的发展现状
1.3.4 浸渍法在电极制备工艺中的应用
1.4 固体氧化物电解池
1.4.1 固体氧化物电解池的工作原理
1.4.2 固体氧化物电解池在工作过程中的极化损失分析
1.4.3 固体氧化物电解池的研究现状
1.5 固体氧化物对称可逆电池
1.5.1 固体氧化物对称可逆电池的工作原理
1.5.2 固体氧化物对称可逆电池材料的研究现状
1.6 课题研究目的及内容
1.6.1 课题研究目的
1.6.2 课题研究内容
第2章 实验材料及方法
2.1 实验仪器及药品
2.1.1 实验使用药品及耗材
2.1.2 实验使用仪器
2.2 实验方法
2.2.1 流延法制备电解质
2.2.2 浸渍法构建对称可逆固体氧化物电池
2.2.3 对称可逆固体氧化物电池的组装
2.3 电极性能表征
2.3.1 X射线衍射
2.3.2 扫描电子显微镜
2.3.3 放电性能测试
2.3.4 电化学阻抗谱测试
2.3.5 电解性能测试
第3章 LSTF|CeFeO2-δ电极的制备及电化学行为研究
3.1 前言
3.2 电极制备工艺的优化
3.2.1 LSTF粉体相结构分析
3.2.2 阻挡层制备工艺的优化
3.3 LSTF|CeFeO2-δ电极在SOFC模式下的电化学性能研究
3.3.1 LSTF|CeFeO2-δ电极在燃料气中的电化学性能表征
3.3.2 SOFC模式下LSTF|CeFeO2-δ对称电极极化行为探究
3.3.3 LSTF|CeFeO2-δ电极微观形貌分析
3.4 LSTF|CeFeO2-δ电极在SOEC模式下的电化学性能研究
3.4.1 LSTF|CeFeO2-δ电极电解CO2的催化活性研究
3.4.2 LSTF|CeFeO2-δ电极电解CO2的稳定性研究
3.5 LSTF|CeFeO2-δ电极在可逆电池模式下的性能研究
3.6 本章小结
第4章 LSTF|CeFeMnO2-δ电极的制备及电化学性能分析
4.1 前言
4.2 SOFC模式下LSTF|CeFeMnO2-δ电极的电化学性能分析
4.2.1 LSTF|CeFeMnO2-δ电极对不同燃料气催化活性变化规律的探究
4.2.2 LSTF|CeFeMnO2-δ对称电极对于全电池极化行为贡献的分析
4.3 复合CeFeMnO2-δ的Ti/Fe基电极的微观形貌
4.3.1 阻挡层CeFeMnO2-δ微观形貌表征
4.3.2 LSTF|CeFeMnO2-δ电极微观形貌探究
4.4 SOEC模式下LSTF|CeFeMnO2-δ电极的电化学性能研究
4.4.1 LSTF|CeFeMnO2-δ电极对CO2分解反应催化活性的分析
4.4.2 LSTF|CeFeMnO2-δ电极电解CO2长期运行下衰减行为的探究
4.5 可逆电池模式下LSTF|CeFeMnO2-δ电极的电化学性能分析
4.6 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3780008
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 燃料电池技术及其发展概况
1.3 固体氧化物燃料电池
1.3.1 固体氧化物燃料电池工作原理
1.3.2 固体氧化物燃料电池工作过程中极化损失分析
1.3.3 固体氧化物燃料电池关键材料的发展现状
1.3.4 浸渍法在电极制备工艺中的应用
1.4 固体氧化物电解池
1.4.1 固体氧化物电解池的工作原理
1.4.2 固体氧化物电解池在工作过程中的极化损失分析
1.4.3 固体氧化物电解池的研究现状
1.5 固体氧化物对称可逆电池
1.5.1 固体氧化物对称可逆电池的工作原理
1.5.2 固体氧化物对称可逆电池材料的研究现状
1.6 课题研究目的及内容
1.6.1 课题研究目的
1.6.2 课题研究内容
第2章 实验材料及方法
2.1 实验仪器及药品
2.1.1 实验使用药品及耗材
2.1.2 实验使用仪器
2.2 实验方法
2.2.1 流延法制备电解质
2.2.2 浸渍法构建对称可逆固体氧化物电池
2.2.3 对称可逆固体氧化物电池的组装
2.3 电极性能表征
2.3.1 X射线衍射
2.3.2 扫描电子显微镜
2.3.3 放电性能测试
2.3.4 电化学阻抗谱测试
2.3.5 电解性能测试
第3章 LSTF|CeFeO2-δ电极的制备及电化学行为研究
3.1 前言
3.2 电极制备工艺的优化
3.2.1 LSTF粉体相结构分析
3.2.2 阻挡层制备工艺的优化
3.3 LSTF|CeFeO2-δ电极在SOFC模式下的电化学性能研究
3.3.1 LSTF|CeFeO2-δ电极在燃料气中的电化学性能表征
3.3.2 SOFC模式下LSTF|CeFeO2-δ对称电极极化行为探究
3.3.3 LSTF|CeFeO2-δ电极微观形貌分析
3.4 LSTF|CeFeO2-δ电极在SOEC模式下的电化学性能研究
3.4.1 LSTF|CeFeO2-δ电极电解CO2的催化活性研究
3.4.2 LSTF|CeFeO2-δ电极电解CO2的稳定性研究
3.5 LSTF|CeFeO2-δ电极在可逆电池模式下的性能研究
3.6 本章小结
第4章 LSTF|CeFeMnO2-δ电极的制备及电化学性能分析
4.1 前言
4.2 SOFC模式下LSTF|CeFeMnO2-δ电极的电化学性能分析
4.2.1 LSTF|CeFeMnO2-δ电极对不同燃料气催化活性变化规律的探究
4.2.2 LSTF|CeFeMnO2-δ对称电极对于全电池极化行为贡献的分析
4.3 复合CeFeMnO2-δ的Ti/Fe基电极的微观形貌
4.3.1 阻挡层CeFeMnO2-δ微观形貌表征
4.3.2 LSTF|CeFeMnO2-δ电极微观形貌探究
4.4 SOEC模式下LSTF|CeFeMnO2-δ电极的电化学性能研究
4.4.1 LSTF|CeFeMnO2-δ电极对CO2分解反应催化活性的分析
4.4.2 LSTF|CeFeMnO2-δ电极电解CO2长期运行下衰减行为的探究
4.5 可逆电池模式下LSTF|CeFeMnO2-δ电极的电化学性能分析
4.6 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3780008
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教材专著
