應(yīng)用固體氧化物電解電池（SOEC）電解技術(shù)在CO₂利用和轉(zhuǎn)化方面顯示出巨大的潛力,利用風(fēng)能、潮汐能、太陽能等可再生能源提供電能和熱能對CO₂等溫室氣體進行電解,不僅消耗CO₂還能夠生產(chǎn)CO這種化學(xué)工業(yè)原料和氣體燃料,被認(rèn)為是最清潔,高效的能量循環(huán)系統(tǒng)。因此,改善固體氧化物電解池的電解性能在近年來受到越來越廣泛的關(guān)注。SOEC是復(fù)雜的電化學(xué)裝置,一般由三個組件構(gòu)成:上下部分為多孔的陽極和陰極,中間部分為致密的電解質(zhì)層。在制造過程中,電池需要支撐的電極以提供機械強度。在研究初期,由于化學(xué)和機械穩(wěn)定性,SOEC使用電解質(zhì)層作為支撐電極,但歐姆極化隨著電解質(zhì)厚度增加而增加。因此,SOEC已從電解質(zhì)支撐的電池過渡到電極支撐的電池以減少歐姆損耗。如今,大多數(shù)SOEC是由陰極支撐的電池。由于Ni-YSZ材料具有高性能、價格低等優(yōu)勢成為固體氧化物電解池最常用的陰極材料。在Ni-YSZ陰極中,Ni作為電子導(dǎo)體,YSZ作為離子導(dǎo)體,孔作為氣體通道共同組成了電化學(xué)反應(yīng)界面,這一界面稱為三相界面（TPB）。電解過程中,反應(yīng)氣體需要通過孔通道傳輸?shù)?..

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 固體氧化物電解池概述
        1.2.1 SOEC工作原理
        1.2.2 SOEC關(guān)鍵材料
    1.3 常見電池支撐體
        1.3.1 電解質(zhì)支撐
        1.3.2 電極支撐
        1.3.3 金屬支撐
    1.4 陰極支撐體孔結(jié)構(gòu)的作用
    1.5 電極成孔機制
    1.6 本課題的研究意義和研究內(nèi)容
第二章 實驗方案設(shè)計與研究方法
    2.1 實驗試劑
    2.2 主要試驗設(shè)備
        2.2.1 行星式球磨機
        2.2.2 Solarton1260-1287 電化學(xué)工作站
        2.2.3 壓汞儀
    2.3 陰極支撐電解池制備
        2.3.1 干壓法制備陰極支撐體
        2.3.2 相轉(zhuǎn)化制備陰極支撐體
        2.3.3 電解質(zhì)及陽極的制備
    2.4 實驗測試手段
        2.4.1 掃描電子顯微分析
        2.4.2 孔隙率及孔徑分布
        2.4.3 透氣性
        2.4.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.5 DCF模擬技術(shù)
第三章 造孔劑對陰極孔結(jié)構(gòu)的影響
    3.1 背景介紹
    3.2 電極性能分析
        3.2.1 孔隙率和孔徑分布
        3.2.2 氣體滲透
    3.3 電化學(xué)性能分析
        3.3.1 孔結(jié)構(gòu)對電池氣體擴散的影響
        3.3.2 氣體擴散在燃料模式和電解模式下的性能影響
        3.3.3 CO₂電解的阻抗譜分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 相轉(zhuǎn)化法制備兩種新型孔結(jié)構(gòu)
    4.1 背景介紹
    4.2 陰極微觀結(jié)構(gòu)分析
    4.3 電化學(xué)性能分析
        4.3.1 陰極支撐體內(nèi)的氣體擴散
        4.3.2 燒結(jié)溫度的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 陰極/電解質(zhì)界面的優(yōu)化
    5.1 背景介紹
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 孔隙率
        5.2.2 NiO/YSZ比例
        5.2.3 厚度
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：4031465