SrSc 0.175 Nb 0.025 Co 0.8 O 3-δ 作为质子导体固体氧化物燃料电池阴极的性能研究

发布时间：2023-11-05 08:58

　　质子导体固体氧化物燃料电池(H+-SOFCs)相较于氧离子导体固体氧化物燃料电池(O2--SOFCs)具有诸多优势,如操作温度低、活化能低和电解质的离子电导率高等。电解质的高离子电导率使得H+-SOFCs可以在中低温(400～700℃ 范围内运行,从而最大限度地减少燃料电池组件的热降解并且缩短器件程序启动和关闭的时间。然而,当燃料电池实际操作温度小于750℃时,对阴极材料的氧还原催化活性存在极大的挑战。此外,与O2--SOFCs不同,反应产物水在H+-SOFCs阴极侧生成从而使得H+-SOFCs阴极材料可能需要满足一些特殊的要求。虽然质子导体固体氧化物燃料电池已经引起了研究者们的广泛关注。然而,到目前为止,由于缺少一种合适的阴极材料使得H+-SOFCs电池整体性能仍然较低。研究表明,同时具有氧离子-电子-质子(O2--e--H+)三重载流子传导能力的钙钛矿材料是一种理想的H+-SOFCs阴极材料。于是,对三重载流子传导的氧化物阴极材料的开发成为当今研究的热点,也是本项目研究的主要内容。首先,我们合成了 SrSc0.175Nb0.025Co0.8O3-δ(SSNC)钙钛矿氧化物材料,研究...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 燃料电池分类及特点
    1.3 燃料电池工作原理
    1.4 质子导体固体氧化物燃料电池的组成
    1.5 燃料电池阴极的反应过程和特点
    1.6 质子导体固体氧化物燃料电池的阴极研究进展
    1.7 研究内容和意义
第二章 实验方法和原理
    2.1 化学试剂
    2.2 实验设备
    2.3 燃料电池的制备
        2.3.1 材料合成
        2.3.2 阴极浆料的制备
        2.3.3 阳极粉体的制备
        2.3.4 阳极支撑单电池的制备
        2.3.5 对称电池的制备
    2.4 样品表征
        2.4.1 化学兼容性表征
        2.4.2 电导率测试
        2.4.3 电化学阻抗谱表征
第三章 SrSc_0.175Nb_0.025Co_0.8O_3-δ作为H⁺-SOFCs阴极的研究:原位产生质子及电化学性能
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 相的结构及化学稳定性
        3.2.2 电导率测试
        3.2.3 阻抗分析
        3.2.4 单电池性能
    3.3 小结
第四章 考察SrSc_0.175Nb_0.025Co_0.8O_3-δ作为H⁺-SOFCs阴极的性能:水增湿对阴极氧还原反应过程的影响
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 阻抗分析
        4.2.2 氧还原反应速率限制因素
        4.2.3 单电池稳定性
    4.3 小结
第五章 Ba_0.5Sr_0.5Sc_0.175Nb_0.025Co_0.8O_3-δ作为H⁺-SOFCs阴极的研究
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 相的结构及化学稳定性
        5.2.2 原位产生质子的可能性
        5.2.3 电导率分析
        5.2.4 氧成分脱附实验
        5.2.5 阻抗分析
        5.2.6 单电池性能
    5.3 小结
第六章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间发表论文



本文编号：3860717