發(fā)布時(shí)間：2017-08-08 15:31

  本文關(guān)鍵詞：A位非化學(xué)計(jì)量對(duì)LSCF-GDC復(fù)合陰極結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電性能的影響

  更多相關(guān)文章： 固體氧化物燃料電池 復(fù)合材料 鈣鈦礦 界面極化電阻

【摘要】：固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)的極化損失主要發(fā)生在陰極反應(yīng)過程,因此SOFC的性能很大程度上取決于陰極材料性質(zhì)的優(yōu)劣。鈷基鈣鈦礦材料作為中溫固體氧化物燃料電池(IT-SOFC)中最有希望的陰極材料之一,其具有較高的氧離子擴(kuò)散系數(shù)和較好的離子-電子混合傳導(dǎo)率。但鈷基鈣鈦礦存在著中溫條件下催化活性降低較大,與氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(yttria-stabilized zirconia, YSZ)電解質(zhì)高溫下容易生成絕緣相雜質(zhì)等問題。非化學(xué)計(jì)量作為一種改善材料性能的方法已經(jīng)在許多方面得到證明。本文以鈣鈦礦材料Lao.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)為研究主體,探究A位非化學(xué)計(jì)量對(duì)其材料性能的影響,并確定出最佳的計(jì)量比例；同時(shí),以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)為主體,添加Gd2O3摻雜CeO2 (Ce0.8Gd0.2O2, GDC)構(gòu)成復(fù)合陰極系統(tǒng),并探究最優(yōu)復(fù)合比例；并用最佳計(jì)量比的LSCF與GDC按最優(yōu)比例組成復(fù)合陰極,探索其性能。本論文所進(jìn)行的主要研究工作如下：采取溶膠-凝膠法制備(Lao.6Sro.4)xCo0.2Feo.803-8(x=0.95～1.05)和Ce0.8Gd0.202-δ(GDC)。X-射線衍射(XRD)和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)測(cè)試其結(jié)構(gòu),電化學(xué)阻抗譜(EIS)測(cè)試導(dǎo)電性能。結(jié)果表明：(1) (La0.6Sr0.4)xCo0.2Fe0.803-δ(x=0.95～1.05)系列樣品均呈現(xiàn)斜方鈣鈦礦,含少量雜質(zhì)SrCO3。FE-SEM測(cè)試表明適當(dāng)?shù)母淖儤悠返腁位化學(xué)計(jì)量數(shù)后,陰極依然保有較好的孔隙率,與電解質(zhì)連接良好。樣品(La0.6Sr0.4)1.05Co0.2Fe0.8O3-δ擁有最好的界面極化電阻,因而其具有最優(yōu)的電化學(xué)性能。(2) LSCF-GDC復(fù)合陰極主要由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)相和立方螢石相組成；添加GDC均明顯抑制了LSCF晶粒的生長(zhǎng),增大了材料的孔隙率；GDC所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時(shí),陰極的界面極化電阻最小。(3) (LS)1.05CF-4OGDC復(fù)合陰極的晶體結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變,依然由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)相和立方螢石相組成：(LS)i.05CF-40GDC陰極的界面極化電阻相比于單一的非化學(xué)計(jì)量陰極或復(fù)合陰極都有顯著減小。
【關(guān)鍵詞】：固體氧化物燃料電池 復(fù)合材料 鈣鈦礦 界面極化電阻
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O611.2;TM911.4
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-18
• 1.1 固體氧化物燃料電池簡(jiǎn)介7-8
• 1.2 La_(1-x)Sr_xCo_(1-y)Fe_yO_3鈣鈦礦型陰極材料8-12
• 1.3 在SOFC中LSCF陰極的氧還原反應(yīng)機(jī)制12-13
• 1.4 非化學(xué)計(jì)量型La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)陰極的研究進(jìn)展13-17
• 1.5 論文的選題背景和主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分18-21
• 2.1 實(shí)驗(yàn)用化學(xué)試劑18
• 2.2 主要儀器設(shè)備18-19
• 2.3 材料制備19
• 2.4 材料表征與測(cè)試19-21
• 第三章 非化學(xué)計(jì)量LSCF陰極的結(jié)構(gòu)和電性能21-26
• 3.1 引言21
• 3.2 材料的制備21-22
• 3.3 結(jié)果與討論22-25
• 3.4 本章小結(jié)25-26
• 第四章 LSCF-GDC復(fù)合陰極的結(jié)構(gòu)和電性能26-31
• 4.1 引言26
• 4.2 材料的制備26
• 4.3 結(jié)果和討論26-30
• 4.4 本章小結(jié)30-31
• 第五章 非化學(xué)計(jì)量LSCF-GDC復(fù)合陰極的結(jié)構(gòu)和電性能31-35
• 5.1 引言31
• 5.2 材料的制備31
• 5.3 結(jié)果和討論31-34
• 5.4 本章小結(jié)34-35
• 結(jié)論35-36
• 致謝36-37
• 參考文獻(xiàn)37-44
• 作者簡(jiǎn)介44
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果44-45

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 黃端平,徐慶,江金國,陳文,王皓;鈣鈦礦型復(fù)合氧化物L(fēng)a_(1-x)Sr_xFe_(1-y)Co_yO_3的制備與應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報(bào);2002年08期

2 劉衛(wèi),章占平,夏長(zhǎng)榮,謝津橋,陳初升;多孔La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)的制備及表征[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2000年05期

3 周嵬;薛小平;葛磊;鄭堯;邵宗平;金萬勤;;硝酸處理對(duì)EDTA-檸檬酸聯(lián)合絡(luò)合法制備La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)的影響[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2007年04期

4 蘇丹;朱滿康;侯育冬;汪浩;嚴(yán)輝;;固體燃料電池陰極材料La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)的微觀結(jié)構(gòu)與阻抗特性研究[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2008年04期

5 靳宏建;王歡;張華;金江;;甘氨酸硝酸鹽法合成GdBaCo_2O_(5+δ)陰極材料及其性能[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2012年07期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 邢長(zhǎng)生;PVA法合成La_（0.8）Sr_（0.2）Co_（1-y）Fe_yO_3陰極材料的制備及其性能研究[D];華中科技大學(xué);2004年

，

本文編號(hào)：640725