固體氧化物燃料電池（SOFCs）代表了一種清潔、高效、通用的化學能-電能轉化技術,將其工作溫度降低到中溫（650-850℃）甚至低溫范圍（400-650℃）具有較好的應用前景。然而,降低操作溫度的主要障礙在于中低溫時陰極側的氧還原反應（ORR）活性較差。因此,在上述溫度范圍內探索具有良好ORR活性的陰極材料至關重要。最近,混合離子和電子導體（MIEC）陰極以其良好的中低溫性能被廣泛研究。其中,基于SrCoO_3-δ（SC）的固體氧化物是目前作為MIEC陰極的研究熱點之一。本論文通過兩種方式研究目前性能表現(xiàn)較好的中低溫SOFC陰極材料。一是研究了摻雜劑濃度在改變ORR活性方面的作用。二是探索了晶體取向和ORR活性之間的關系。兩項研究均將外延薄膜電極作為系統(tǒng)模型。具體研究內容和結果如下:1.研究中低溫固體氧化物燃料電池（SOFC）陰極La_1-xSr_xCoO_3-δ（從x=0到x=0.8）薄膜的電子傳導性和氧還原反應活性。薄膜材料可以避免微觀結構和晶體取向帶來的外部干擾,以便更好地解釋化學成分、電子電導率和O... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

固體氧化物燃料電池示意圖

激光沉積（PLD）由于其靈活性已被普遍應用于制備高質量的復合氧化物在基礎研究和實際應用中已經被用于制備 SOFC 陰極。PLD 是物理氣相D）技術的一種，利用高功率脈沖激光束聚焦在真空室內撞擊待沉積材料待沉積靶材被激光束（以等離子體羽流的形式）蒸發(fā)，將其作為薄膜沉上。該過程可以在超高真空中或在背景氣體的存在下發(fā)生，例如氧氣，在沉積氧化物薄膜時，為使沉積的薄膜完全氧化而使用。雖然相對于許多其他沉積技術而言脈沖激光沉積結構相對簡單，但激光的作用和薄膜生長的物理現(xiàn)象非常復雜。當脈沖激光作用于靶表面被吸能量首先轉換為電子激發(fā)，然后轉換為熱能，化學能和機械能，進而導，消融，等離子體形成等過程。在沉積于襯底上之前，噴射的物質以羽膨脹到周圍的真空或具有一定背景壓強的環(huán)境中，所述羽狀物包含許多質，包括原子、分子、電子、離子、團簇和熔融的顆粒等。

8 中國科學院上海硅酸鹽研究所碩士學位論文圖 1.4 各種簡單等效電路的電化學阻抗譜。（a）純電阻 R；（b）純電容 C；（c）電阻與電容并聯(lián) R1/C1；（d）電容與電容電阻并聯(lián) C1+R2/C2；（e）兩對電阻與電容并聯(lián) R1/C1+R2/C2；（f）兩對電阻與恒相位元件并聯(lián)R1/Q1+R2/Q2。Figure 1.4 Electrochemical impedance spectroscopy of various simple equivalent circuits.（a）pure resistance R;（b）pure capacitance C;（c）resistance and capacitance in parallelR1/C1;（d）capacitor and capacitor resistance in parallel C1+R2/C2;（e）two pairs of parallelconnection of resistor and capacitor R1/C1+R2/C2;（f）two pairs of parallel connection of resistor


本文編號：2973957