SDC缓冲层的PLD法制备及其对电池电化学性能影响
发布时间：2021-08-20 08:12
中温固体氧化物燃料电池（IT-SOFC）的工作温度处于600℃-800℃,是一种能够将化学能直接转化为电能的全固态发电装置,具有洁净、高效的优点,所以IT-SOFC受到了人们的广泛关注。电解质是IT-SOFC中重要的组成部分,但是温度的降低使得电池的极化阻抗增加,因此制备一种性能较好的电解质可以有效地提高IT-SOFC的输出特性,对于其发展有着至关重要的作用。本文采用固相法制备(BiO1.5)0.88(DyO1.5)0.08（WO3）0.04（8DY4WSB）电解质材料,并利用PLD（脉冲激光沉积技术）在8DY4WSB电解质片上溅射Sm0.2Ce0.8O1.9（SDC）缓冲层薄膜。研究了PLD制备工艺条件（溅射能量和溅射次数）对SDC缓冲层薄膜性能的影响及SDC缓冲层对8DY4WSB电解质片支撑的对称半电池的电化学性能的影响。并与经典的SOFC相比,实验所制备的Bi2O...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：38 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五种燃料电池的比较
图 1.1 固体氧化物燃料电池工作原理图Fig.1.1 Schematic diagram of SOFC的氧气分子与电子相结合被还原成-2 价的氧离子，在电位差以及氧浓度差的通过电解质最终到达阳极侧[13,14]。程中所发生的化学反应如下所示：阴极： O2+ 4e-= 2O2-阳极： H2+ O2-= H2O+2e-总反应： 2H2+ O2= 2H2O侧通入氢气，在阳极的催化作用下吸附氢气，通过疏松多空的阳极到达电解处，空气则通过阴极的催化作用变成 O2-离子到达阴极与电解质的交界处，因存在着电位差，所以 O2-离子扩散进电解质，通过跃迁到达电解质与阳极的交界[15]
对于传统的能源来讲，SOFC 的主要产物是水，几乎不会污染环境。 SOFC 的结构类型及特点固体氧化物燃料电池分为管式和平板式两种类型，发展最早、技术比较成熟的是管式的氧化物燃料电池，它是由一端封闭、阴极、电解质和阳极由内至外依次排列的结构组成根据它的组成方式，很明显的可以看出管外的是燃料，而氧化剂处于管内部。因此容易、非常适合集成组装。但是它的工艺比较复杂，而且电池的电阻较大，导致功率密度较。平板式 SOFC 是将经过烧结的过程，将阳极材料、电解质和阴极材料组成一个整体的结彼此之间依靠的是导气槽来使空气和燃料分别通入阴极和阳极[25,26]。它的优势在于制作相对容易，并且具有较高的功率密度[27]。管式和平板式 SOFC 的组成结构如图 1.2 中(a)所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]质子交换膜燃料电池寄生功率影响实验研究[J]. 朱星光,陈唐龙,韩明. 电源技术. 2016(02)
[2]固体氧化物燃料电池的研究与进展[J]. 代安娜,许林峰,税安泽. 硅酸盐通报. 2015(S1)
[3]氧化铋基固体氧化物燃料电池电解质研究进展[J]. 苏莎,陈海清,谭令. 湖南有色金属. 2014(04)
[4]固体氧化物燃料电池电解质材料的发展趋势[J]. 徐旭东,田长安,尹奇异,程继海. 硅酸盐通报. 2011(03)
[5]固体氧化物燃料电池密封材料的研究进展[J]. 叶凡,毛宗强,王诚,刘志祥. 电池. 2010(04)
博士论文
[1]SOFC微纳米结构镧锶钴铁阴极的制备及性能研究[D]. 赵二庆.哈尔滨工业大学 2014
[2]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
[3]固态氧离子电解质材料的多维结构制备与性能[D]. 刘巍.清华大学 2013
[4]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
[5]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
[6]固体氧化物燃料电池阴极的丝网印刷制备及其性能评价的研究[D]. 宫云辉.中国科学技术大学 2010
[7]离子间相互作用势的研究及其在固体电解质GDC中的应用[D]. 崔志伟.哈尔滨工业大学 2010
[8]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
[9]双钙钛矿结构固体氧化物燃料电池阴极材料的性能[D]. 周青军.吉林大学 2009
[10]新型钴基钙钛矿阴极材料及在中温固体氧化物燃料电池中的应用[D]. 朱成军.吉林大学 2009
硕士论文
[1]电解质浸渍的Ca3Co4O9-δ-SDC复合阴极的制备优化及其电化学性能[D]. 朱秀龙.内蒙古大学 2016
[2]中温固体氧化物燃料电池浸渍阳极的制备及电池性能研究[D]. 潘霞.景德镇陶瓷学院 2011
[3]SOFC密封材料热循环性能研究[D]. 戴洲.华中科技大学 2011
[4]单步法制备氧化物燃料电池的阳极/电解质薄膜双层结构[D]. 张海广.哈尔滨工业大学 2010
[5]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
[6]SOFC阳极纳米复合粉体及电池成型工艺的研究[D]. 孙旺.哈尔滨工业大学 2008
[7]丝网印刷制备电解质膜工艺参数研究[D]. 赵莉君.哈尔滨工业大学 2007
[8]固体氧化物燃料电池CuCoNi/SDC阳极的制备及表征[D]. 张军.内蒙古科技大学 2007
[9]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
[10]氧化铈基固体电解质材料性能的研究[D]. 马志芳.河北工业大学 2005
本文编号：3353146
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：38 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五种燃料电池的比较
图 1.1 固体氧化物燃料电池工作原理图Fig.1.1 Schematic diagram of SOFC的氧气分子与电子相结合被还原成-2 价的氧离子，在电位差以及氧浓度差的通过电解质最终到达阳极侧[13,14]。程中所发生的化学反应如下所示：阴极： O2+ 4e-= 2O2-阳极： H2+ O2-= H2O+2e-总反应： 2H2+ O2= 2H2O侧通入氢气，在阳极的催化作用下吸附氢气，通过疏松多空的阳极到达电解处，空气则通过阴极的催化作用变成 O2-离子到达阴极与电解质的交界处，因存在着电位差，所以 O2-离子扩散进电解质，通过跃迁到达电解质与阳极的交界[15]
对于传统的能源来讲，SOFC 的主要产物是水，几乎不会污染环境。 SOFC 的结构类型及特点固体氧化物燃料电池分为管式和平板式两种类型，发展最早、技术比较成熟的是管式的氧化物燃料电池，它是由一端封闭、阴极、电解质和阳极由内至外依次排列的结构组成根据它的组成方式，很明显的可以看出管外的是燃料，而氧化剂处于管内部。因此容易、非常适合集成组装。但是它的工艺比较复杂，而且电池的电阻较大，导致功率密度较。平板式 SOFC 是将经过烧结的过程，将阳极材料、电解质和阴极材料组成一个整体的结彼此之间依靠的是导气槽来使空气和燃料分别通入阴极和阳极[25,26]。它的优势在于制作相对容易，并且具有较高的功率密度[27]。管式和平板式 SOFC 的组成结构如图 1.2 中(a)所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]质子交换膜燃料电池寄生功率影响实验研究[J]. 朱星光,陈唐龙,韩明. 电源技术. 2016(02)
[2]固体氧化物燃料电池的研究与进展[J]. 代安娜,许林峰,税安泽. 硅酸盐通报. 2015(S1)
[3]氧化铋基固体氧化物燃料电池电解质研究进展[J]. 苏莎,陈海清,谭令. 湖南有色金属. 2014(04)
[4]固体氧化物燃料电池电解质材料的发展趋势[J]. 徐旭东,田长安,尹奇异,程继海. 硅酸盐通报. 2011(03)
[5]固体氧化物燃料电池密封材料的研究进展[J]. 叶凡,毛宗强,王诚,刘志祥. 电池. 2010(04)
博士论文
[1]SOFC微纳米结构镧锶钴铁阴极的制备及性能研究[D]. 赵二庆.哈尔滨工业大学 2014
[2]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
[3]固态氧离子电解质材料的多维结构制备与性能[D]. 刘巍.清华大学 2013
[4]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
[5]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
[6]固体氧化物燃料电池阴极的丝网印刷制备及其性能评价的研究[D]. 宫云辉.中国科学技术大学 2010
[7]离子间相互作用势的研究及其在固体电解质GDC中的应用[D]. 崔志伟.哈尔滨工业大学 2010
[8]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
[9]双钙钛矿结构固体氧化物燃料电池阴极材料的性能[D]. 周青军.吉林大学 2009
[10]新型钴基钙钛矿阴极材料及在中温固体氧化物燃料电池中的应用[D]. 朱成军.吉林大学 2009
硕士论文
[1]电解质浸渍的Ca3Co4O9-δ-SDC复合阴极的制备优化及其电化学性能[D]. 朱秀龙.内蒙古大学 2016
[2]中温固体氧化物燃料电池浸渍阳极的制备及电池性能研究[D]. 潘霞.景德镇陶瓷学院 2011
[3]SOFC密封材料热循环性能研究[D]. 戴洲.华中科技大学 2011
[4]单步法制备氧化物燃料电池的阳极/电解质薄膜双层结构[D]. 张海广.哈尔滨工业大学 2010
[5]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
[6]SOFC阳极纳米复合粉体及电池成型工艺的研究[D]. 孙旺.哈尔滨工业大学 2008
[7]丝网印刷制备电解质膜工艺参数研究[D]. 赵莉君.哈尔滨工业大学 2007
[8]固体氧化物燃料电池CuCoNi/SDC阳极的制备及表征[D]. 张军.内蒙古科技大学 2007
[9]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
[10]氧化铈基固体电解质材料性能的研究[D]. 马志芳.河北工业大学 2005
本文编号：3353146
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