In,Ta,Y共掺的BaCeO 3 基质子导体固体氧化物燃料电池性能研究

发布时间：2024-05-08 05:50

　　质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFC)因在中温环境中具备优良的工作性能而获得了人们的广泛关注。然而,在H-SOFC中具有代表性的BaCeO₃基质子导体电解质材料在工作时化学稳定性较差,导致H-SOFC的发展和应用受到了不少的限制。本论文首先研究了In,Ta,Y等元素的掺杂对BaCeO₃基质子导体电解质材料稳定性、烧结活性及电导率等方面的影响;其次,确定了综合性能相对良好的电解质材料各组分掺杂比例,制备出由上述电解质材料所组成的单电池,进一步研究了单电池的稳定性、烧结活性和电化学性能。各章节具体内容如下:第一章,全面介绍了固体氧化物燃料电池及其工作原理,并重点介绍了质子导体氧化物燃料电池的研究现状及意义。第二章,简述了本研究中所需的药品、仪器、表征手段和测试方法。第三章,系统研究了In,Ta,Y等元素的掺杂对BaCeO₃基电解质材料化学稳定性、烧结活性及电导率的影响。化学稳定性结果表明,性能相对优良的电解质材料是BaCe_0.7Ta_0.2Y_0.1O

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 燃料电池概述
    1.2 固体氧化物燃料电池(SOFC)概述
        1.2.1 SOFC研究现状
        1.2.2 SOFC的组成和结构
        1.2.3 SOFC的工作原理
    1.3 固体氧化物燃料电池(SOFC)的关键材料
        1.3.1 电解质材料
            1.3.1.1 O-SOFC的电解质材料
            1.3.1.2 H-SOFC的电解质材料
        1.3.2 阴极材料
        1.3.3 阳极材料
        1.3.4 连接体材料
    1.4 质子固体氧化物燃料电池(H-SOFC)的研究现状
    1.5 本课题研究的内容及意义
2 样品的制备及研究方法
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验样品制备方法
        2.2.1 柠檬酸盐法
        2.2.2 甘氨酸-硝酸盐法
    2.3 测试手段和表征方法
        2.3.1 物相结构测试
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 电化学阻抗谱测试
        2.3.4 单电池输出性能及稳定性测试
        2.3.5 样品烧结活性测试
        2.3.6 电导率测量
3 In,Ta,Y元素的掺杂对BaCeO₃基质子导体电解质材料稳定性、烧结活性及电导率的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 电解质粉体及电解质薄膜的制备
        3.2.2 性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 稳定性分析
        3.3.2 烧结活性分析
        3.3.3 电导率分析
    3.4 本章总结
4 BaCe_0.7In_0.15Ta_0.05Y_0.1O₃-δ(BCI₁₅T₅Y)质子导体固体氧化物燃料电池的制备和性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料的制备及单电池的合成
        4.2.2 性能表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 粉体物相结构分析
        4.3.2 化学稳定性分析
        4.3.3 烧结活性分析
        4.3.4 单电池电化学性能分析
        4.3.5 单电池长期稳定性测试分析
    4.4 本章总结
5 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 研究展望
参考文献
硕士期间成果
致谢



本文编号：3967588