固体氧化物燃料电池/电解池La 2 NiO 4+δ 氧电极的性能研究

发布时间：2021-10-18 14:09

　　固体氧化物燃料电池（SOFC）和固体氧化物电解池（SOEC）是一对结构型式相同、工作过程相逆的能量转化装置。SOFC能够高效地利用氢气发电,SOEC则可以清洁地制备氢气,它们都能在未来新能源汽车领域中发挥重要作用。氧电极作为SOFC和SOEC的关键部件之一,直接影响着它们的整体性能。本文以开发高性能的SOFC/SOEC氧电极为目的,对Ruddlesden-Popper结构La₂NiO_4+δ（LNO）氧电极的基本物理和化学性能、电化学性能以及稳定性进行了深入研究,并在此基础上对其性能做了进一步优化。本文采用溶胶-凝胶法制备出LNO粉体,并利用该粉体对LNO作为氧电极材料的化学相容性、热膨胀性能、电导率和氧面交换性能等基本物理和化学性能展开研究。研究结果表明:LNO与Ce_0.9Gd_0.1O_1.95（GDC）具有良好的化学相容性,它们的热膨胀性能也非常匹配,并且LNO还具有良好的氧表面交换性能。但是LNO在中温区间（600⁸00°C）内的电导率仅为80^... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 固体氧化物燃料电池概述
        1.2.1 工作原理
        1.2.2 固体氧化物燃料电池氧电极材料研究现状
    1.3 固体氧化物电解池概述
        1.3.1 工作原理
        1.3.2 固体氧化物电解池氧电极材料研究现状
    1.4 固体氧化物燃料电池/电解池氧电极性能优化方法
    1.5 论文的研究意义、内容及方法
第2章 实验与表征
    2.1 实验试剂与实验仪器
    2.2 样品合成与制备
        2.2.1 粉体合成
        2.2.2 致密条状样品制备
        2.2.3 半电池制备
    2.3 测试与表征方法
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 扫描电子显微镜分析
        2.3.3 X射线光电子能谱分析
        2.3.4 热膨胀系数测试
        2.3.5 电导率测试
        2.3.6 碘滴定法
        2.3.7 电导弛豫法
        2.3.8 电化学阻抗谱测试
        2.3.9 极化曲线测试
    2.4 本章小结
第3章 La_2NiO_(4+δ)氧电极性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验结果与分析
        3.2.1 粉体相组成与晶体结构
        3.2.2 化学相容性
        3.2.3 热膨胀性能
        3.2.4 电导率
        3.2.5 氧表面交换性能
        3.2.6 电化学性能
        3.2.7 稳定性
    3.3 本章小结
第4章 La_2NiO_(4+δ)-La_(0.8(Sr_(0.2)Co_(0.8)Ni_(0.2)O_(3-δ)复合氧电极性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验结果与分析
        4.2.1 粉体相组成
        4.2.2 化学相容性
        4.2.3 微观结构
        4.2.4 热膨胀性能
        4.2.5 电导率
        4.2.6 电化学性能
        4.2.7 稳定性
    4.3 本章小结
第5章 结论
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与论文相关的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]日产推出世界第一款固体氧化物燃料电池车型[J]. 李忠东.  汽车与配件. 2016(37)
[2]中低温固体氧化物燃料电池阴极材料[J]. 邵宗平.  化学进展. 2011(Z1)
[3]国际氢经济竞争发展态势及我国的对策[J]. 张志强,郑军卫.  中国科学院院刊. 2006(05)

博士论文
[1]固体氧化物电解池共电解二氧化碳和水机理及性能研究[D]. 李汶颖.清华大学 2015
[2]中温固体氧化物燃料电池La1-xSrxCo1-yFeyO3-δ阴极的制备及性能研究[D]. 陈静.华中科技大学 2009



本文编号：3442936