本文關鍵詞：固體氧化物燃料電池陽極相轉(zhuǎn)化制備及電池性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人類社會的快速發(fā)展和大量化石能源消耗,已導致嚴重的環(huán)境問題。因此,發(fā)展高效、清潔的新能源技術,在滿足人們對電能需求的同時,要減輕或避免對環(huán)境的影響,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,是世界各國的共同目標。固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cells, SOFCs),以氫為燃料,實現(xiàn)零污染排放,而且效率高(60%-80%)。目前SOFCs技術,單電池結構廣泛采用電極支撐設計。電極支撐設計單電池,由于電解質(zhì)的薄膜化,電池的操作溫度可顯著降低(500-650℃),從而降低成本(電池堆使用低成本的金屬連接材料),并提高電池的長期穩(wěn)定性和使用壽命。對于電極支撐的單電池,進一步提高電池性能,除電池材料外,最關鍵的問題是優(yōu)化電池結構,尤其是支撐體電極的孔結構(降低濃差極化),以及發(fā)展低成本的電池制備技術。本論文研究采用現(xiàn)有電池材料,重點研究開放、直孔陽極支撐體平板型及微管SOFC單電池制備技術,以及電池的性能。論文第一章首先介紹了SOFC的工作原理,關鍵材料,SOFCs技術的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢和存在的問題,以及本論文的研究內(nèi)容和目標。第二章著重研究采用相轉(zhuǎn)化流延技術,制備開放、直孔陽極支撐體平板型的Ni-YSZ|YSZ|YSZ-LSM單電池(YSZ=Zr0.8Y0.202-δ,LSM=La0.8Sr0.2MnO3-δ),以及單電池以H2-3%H2O為燃料和環(huán)境空氣為氧化劑的電輸出性能。研究采用相轉(zhuǎn)化流延技術制備開放、直孔結構的NiO-YSZ陽極支撐體,漿料涂敷(dip-coating)制備YSZ致密電解質(zhì)層,絲網(wǎng)印刷(screen printing/brush-printing)制備LSM-YSZ多孔陰極。第三章研究采用相轉(zhuǎn)化擠出技術制備NiO-YSZ中空纖維膜陽極支撐體,用提拉浸漬的方法制備YSZ電解質(zhì),YSZ-LSM作為雙相復合陰極,并研究了陽極支撐中空纖維管燃料電池的電輸出性能。第四章研究不同凝固條件對中空纖維管的微觀結構的影響,期望獲得開放直孔結構的中空纖維陽極支撐體,從而降低陽極支撐中空纖維管SOFC的陽極濃差極化，從而提高電池的電輸出性能。第五章對本論文工作進行了總結,并對SOFC的研究作了展望。
【關鍵詞】：相轉(zhuǎn)化技術 雙層流延 相轉(zhuǎn)化擠出 中空纖維膜 固體氧化物燃料電池
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM911.4;O646
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-32
• 1.1 引言10-12
• 1.2 固體氧化物燃料電池(SOFC)的工作原理12-13
• 1.3 固體氧化物燃料電池的關鍵材料13-15
• 1.3.1 電解質(zhì)14
• 1.3.2 陽極14
• 1.3.3 陰極14-15
• 1.3.4 連接體材料15
• 1.4 電池的極化15-19
• 1.4.1 活化極化16-17
• 1.4.2 歐姆極化17-18
• 1.4.3 濃差極化18-19
• 1.5 固體氧化物燃料電池的結構分類19-20
• 1.6 陽極支撐電池的制備技術20-22
• 1.6.1 流延21
• 1.6.2 冷凍干燥21-22
• 1.6.3 相轉(zhuǎn)化流延22
• 1.7 本論文的選題及研究內(nèi)容22-24
• 參考文獻24-32
• 第二章 平板式固體氧化物燃料電池陽極相轉(zhuǎn)化制備及電池性能研究32-46
• 2.1 引言32
• 2.2 樣品的制備與表征32-36
• 2.2.1 實驗原料32-33
• 2.2.2 Ni-YSZ/YSZ/LSM-YSZ單電池制備33-35
• 2.2.3 電池性能表征35-36
• 2.3 結果與討論36-41
• 2.3.1 形貌表征與透氣性測試36-38
• 2.3.2 電池性能分析38-41
• 2.4 本章小結41-42
• 參考文獻42-46
• 第三章 陽極支撐中空纖維管固體氧化物燃料電池的制備與性能研究46-56
• 3.1 引言46-47
• 3.2 實驗部分47-50
• 3.2.1 原料47
• 3.2.2 NiO-YSZ陽極中空纖維膜的制備47-48
• 3.2.3 電解質(zhì)和陰極的制備48-49
• 3.2.4 電池的電化學性能測試49-50
• 3.3 結果與討論50-53
• 3.3.1 電池的機械強度及形貌特征分析50-51
• 3.3.2 電池的電化學性能分析51-53
• 3.4 本章小結53-54
• 參考文獻54-56
• 第四章 凝固條件對中空纖維管微觀結構與性能的影響56-68
• 4.1 引言56
• 4.2 實驗部分56-59
• 4.2.1 實驗原料56-57
• 4.2.2 NiO-YSZ中空纖維膜的制備57-58
• 4.2.3 性能表征58-59
• 4.3 結果與討論59-65
• 4.3.1 NiO-YSZ中空纖維膜的微觀結構59-64
• 4.3.2 NiO-YSZ中空纖維膜的孔隙率及彎曲強度64-65
• 4.4 本章小結65-66
• 參考文獻66-68
• 第五章 總結與展望68-69
• 在讀期間發(fā)表的學術論文情況69-70
• 致謝70

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