固體氧化物燃料電池（SOFC）以其清潔、高效、燃料來源廣等優(yōu)點被認(rèn)為是當(dāng)前最有應(yīng)用前景的新能源技術(shù)之一�；赟OFC長期穩(wěn)定運行的要求,降低其工作溫度已經(jīng)成為目前研究的熱點。傳統(tǒng)的中低溫SOFC陰極材料較低的催化活性制約了其技術(shù)發(fā)展。目前在中溫SOFC中應(yīng)用較廣的是鈣鈦礦型陰極材料,包括La_1-xSr_xMnO_3-δ（LSM）、Ba_1-xSr_xCo_1-yFe_yO_3-δ（BSCF）、La_1-xSr_xCo_1-yFe_yO_3-δ（LSCF）等。BSCF在中低溫時具有較好的催化活性,但其穩(wěn)定性較差,而LSM雖然有較好的穩(wěn)定性,但其在中低溫時幾乎沒有離子導(dǎo)電性�；诤藲そY(jié)構(gòu)的復(fù)合陰極（BSCF表面包覆LSM）可以實現(xiàn)材料穩(wěn)定性和高催化活性的雙重優(yōu)化。復(fù)合陰極核殼結(jié)構(gòu)中存在殼層和核體的界面結(jié)合,通過密度泛函理論的計算發(fā)現(xiàn)... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

固體氧化物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖

系數(shù)比 YSZ 要大且高溫下容易團聚。為了解決這些問浸漬在 YSZ 的骨架上，形成 Ni/YSZ 的復(fù)合陽極[11]。了三相界面處電極反應(yīng)的穩(wěn)定進行。Ni/YSZ 的復(fù)合陽好的催化活性和穩(wěn)定性，存在非常廣泛的應(yīng)用[12]。在使極容易產(chǎn)生碳沉積，降低催化活性，因此抗積碳性能的。除了 Ni/YSZ 陽極，Cu/YSZ、摻雜的鈣鈦礦材料等也物燃料電池陰極研究進展（空氣電極）主要發(fā)生的是氧氣的吸附、解離和傳輸作，SOFC 陰極應(yīng)該具備高溫?zé)岱�(wěn)定性和高溫抗氧化性率起到傳遞電子和離子的作用，與電解質(zhì)熱膨脹匹配且結(jié)構(gòu)，能夠為氧氣的輸送提供通道和足夠的反應(yīng)面積。

Yan Wang 和 Hai-Ping Cheng[35]利用第一性原理的多種近似方法對 LaBO3（B =，F(xiàn)e，Cr）表面的 ORR 機制進行了比較研究，計算結(jié)果表明 ORR 活性的順序LaMnO3> LaCrO3> LaFeO3，這與實驗中得到的結(jié)果是一致的。Yuri A. Mastrikov 等人[36]開展了一系列關(guān)于 LSM 陰極的計算，確定了 MnO200）面是 SOFC 工作條件下最穩(wěn)定的表面，還計算了 O2在 MnO2（100）表面吸解離、傳輸?shù)牟煌窂�，最終確定了最可能的反應(yīng)機理，如圖 1-3 所示。討論應(yīng)速率的變化、吸附位置的選擇對氧空位缺陷的影響機理。除了對 LSM 的氧原機理進行研究，他們[37]還利用第一性原理密度泛函理論對 LSCF 系列鈣鈦料中的氧空位形成形成和遷移進行了計算，得到了氧離子遷移過程中的結(jié)構(gòu)變電荷轉(zhuǎn)移和過渡態(tài)勢壘，發(fā)現(xiàn) LSCF 的元素?fù)诫s比例和氧空位形成能都對氧離遷移勢壘影響不大。與 BSCF 相比，LSCF 氧離子遷移過程中向金屬陽離子的轉(zhuǎn)移很少，這也是 LSCF 的氧離子遷移勢壘比較小的原因之一。


本文編號：3431762