【摘要】：目前固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell, SOFC)的研究重點是使其工作溫度降低至650~800℃，即中溫固體氧化物燃料電池(IT-SOFC)。然而，隨著工作溫度的降低，研究在中溫工作條件下陽極材料和微觀結(jié)構(gòu)特別是納米微結(jié)構(gòu)陽極就顯得尤為重要。 本實驗采用均勻沉淀法制備出了具有花瓣狀結(jié)構(gòu)的NiO粉末，在煅燒溫度為300℃、400℃和600℃時，花瓣狀NiO粉末的晶相逐漸長大且花片隨著溫度的升高也不斷長大、飽滿。然而，當煅燒溫度再次升高，粉體物相和晶體結(jié)構(gòu)并不發(fā)生變化，但粉體的花瓣狀結(jié)構(gòu)逐漸變小，到900℃時，由于花瓣狀NiO粉體具有較大的比表面積，，花片中存在大小不一的孔洞，導致花瓣狀結(jié)構(gòu)坍塌，甚至出現(xiàn)嚴重的團聚現(xiàn)象。 為此，本文進一步提出采用氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)對花瓣狀的NiO粉體進行修飾。并通過對比采用不同溶劑(蒸餾水和無水乙醇)制備的YSZ修飾花瓣狀NiO粉末的形貌的影響。通過XRD、SEM、EDS、TEM等分析手段對粉體的物相，微觀形貌，晶粒大小等進行表征，得出采用蒸餾水為溶劑時，YSZ納米顆粒修飾到花瓣狀NiO粉體上的數(shù)量比溶劑為無水乙醇的要多，進而在800℃~900℃時，溶劑為蒸餾水的花瓣狀NiO-YSZ保持住了其特殊花狀形貌，而溶劑為無水乙醇的花瓣狀NiO-YSZ，花狀形貌變小甚至坍塌。 實驗進一步對采用商業(yè)NiO粉體和不同溶劑制備的YSZ修飾花瓣狀NiO粉體制備陽極的電解質(zhì)支撐型單電池進行電化學性能測試。結(jié)果顯示：溶劑為蒸餾水時制備的花瓣狀NiO-YSZ粉末的陽極的單電池在750℃、800℃和850℃下的最大功率密度分別為0.094W/cm2、0.151W/cm2和0.376W/cm2；極化阻抗RE分別為2.496·cm2、1.589·cm2、0.814·cm2。溶劑為無水乙醇時制備的YSZ修飾花瓣狀NiO粉末制備的陽極的單電池在750℃、800℃和850℃下的最大功率分別為0.036W/cm2、0.127W/cm2、0.350W/cm2；其相對應的極化阻抗RE分別為2.943·cm2、1.917·cm2、1.082·cm2。而采用商業(yè)NiO制備的陽極的單電池在操作溫度為在750℃、800℃和850℃下的最大功率密度分別為0.024W/cm2、0.072W/cm2和0.149W/cm2，且相對應的電極極化阻抗RE分別為4.265·cm2、2.306·cm2和1.688·cm2。
[Abstract]:At present, the research focus of solid oxide fuel cell (solid oxide fuel cell, SOFC) is to reduce its working temperature to 650 鈩

本文編號：2323572