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相转化法制备锥管状阳极支撑固体氧化物燃料电池及其性能研究

发布时间:2018-05-18 00:38

  本文选题:固体氧化物燃料电池 + 锥管状 ; 参考:《华南理工大学》2010年硕士论文


【摘要】: 论文利用相转化法制备了锥管状阳极支撑体,预烧结后组装出了固体氧化物燃料电池(SOFC)单电池和电池组并进行了电化学测试。实验结果为:单电池在700 oC时开路电压为1.0 V,在800 oC时时最大功率密度达到410 m W / cm2;两个单电池串联电池组在650 oC时开路电压为1.85 V,800 oC时最大功率为1.45 W;三个单电池串联电池组的开路电压在600 oC时为2.65 V,在800 oC时的最大功率为1.52 W。 阻抗谱图分析显示:在单电池中,界面电阻占总电阻的大部分,优化电解质和电极的接触是下一步的工作目标;在电池组中,优化电池间的连接和提高单个电池的性能同一性是下步工作目标。 扫描电镜(SEM)分析显示:阳极和阴极均呈现出疏松多孔结构,满足作为电极的要求,与电解质层接触良好且有明显的接触界面。 论文研究了阳极支撑体的烧结过程并得出了合适的阳极烧结程序。比较了不同造孔剂对阳极支撑体微观结构的影响,认为在阳极支撑体中添加10 %的石墨造孔剂较佳。 作为一种阳极支撑型锥管状SOFC制备工艺,相转化工艺流程简单,制备出生坯强度高,是一种净尺寸成型工艺,非常利用串接;制备出来的阳极结构疏松多孔、有利于燃料气在其上的催化氧化,且组装出的单电池及电池组的欧姆电阻非常小,有十分广阔的发展前途。但要实现商业化应用,还有很长的路要走,需要解决阳极层的厚度控制以及阳极支撑体烧结时的变形问题。
[Abstract]:In this paper, the conical tubular anode support was prepared by phase inversion method. After pre-sintering, the solid oxide fuel cell (SOFC) single cell and the battery pack were assembled and electrochemical tests were carried out. The experimental results are as follows: the open circuit voltage of single cell is 1.0 V at 700oC, the maximum power density is 410 MW / cm ~ 2 at 800oC, the open circuit voltage of two series battery is 1.85 V / 800oC, the maximum power is 1.45 W at 800oC, and the maximum power density is 410MW / cm ~ 2 at 800oC. The open circuit voltage of single cell series battery is 2.65 V at 600oC and the maximum power is 1.52 W at 800oC. The impedance spectrum analysis shows that the interface resistance is the majority of the total resistance in a single cell, and the next step is to optimize the contact between the electrolyte and the electrode. Optimizing the connection between batteries and improving the performance identity of a single battery are the next goal. Scanning electron microscopy (SEM) analysis showed that both anode and cathode presented porous structure which satisfied the requirements of electrode and had good contact with electrolyte layer and obvious contact interface. In this paper, the sintering process of anode support is studied and the appropriate sintering procedure is obtained. The effect of different pore-making agents on the microstructure of anode support is compared. It is considered that 10% graphite pore-forming agent is better in anode support. As a kind of anodic support type conical tubular SOFC preparation process, the phase conversion process is simple, the green is made of high strength, it is a kind of net size forming process, and the anode structure is porous and porous. It is advantageous to the catalytic oxidation of fuel gas and the ohmic resistance of the assembled single cell and battery pack is very small. However, there is still a long way to go to realize the commercial application. It is necessary to solve the problem of the thickness control of the anode layer and the deformation of the anode support during sintering.
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM911.4

【参考文献】

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本文编号:1903611

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