固體氧化物燃料電池（Solid oxide fuel cell,SOFC）因其燃料適用范圍廣、環(huán)境友好等優(yōu)點而備受關注。傳統(tǒng)固體氧化物燃料電池堆的制備通常是經(jīng)單電池組裝而成,電池堆制備周期長;且因大量接頭和密封件的存在,電池堆的運行穩(wěn)定性較差。本文將數(shù)字光處理（Digital Light Processing,DLP）3D打印技術應用于電池堆支撐體的制備,避免了單電池繁瑣的組裝和密封,從而提高SOFC系統(tǒng)的可靠性和耐久性。論文首先考察漿料的流變特性制備適用于DLP 3D打印的8 mol.%氧化釔摻雜氧化鋯（8YSZ）懸浮液,通過優(yōu)化打印參數(shù)和脫脂、燒結工藝制備致密電解質片,采用阿基米德排水法測定燒結體致密度。結果表明聚乙二醇和1,5戊二醇作分散劑制備的8YSZ懸浮液在固化時間為10 s時可制備出完整的素胚;經(jīng)優(yōu)化后的脫脂燒結工藝熱處理后的電解質片致密,致密度達99.96%。3D打印技術制備的致密8YSZ電解質與Ag-Ce_0.8Gd_0.2O_1.9（Ag-GDC）電極組裝的對稱電池可提供1.04 V開路電壓和176 mW·c... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第一章 文獻綜述
    1.1 固體氧化物燃料電池概述
        1.1.1 SOFC工作原理
        1.1.2 SOFC分類
        1.1.3 傳統(tǒng)SOFC組件制備方法
    1.2 快速成型(3D打印)技術介紹
    1.3 陶瓷光固化成型技術研究進展
        1.3.1 陶瓷光固化懸浮液及成型研究
        1.3.2 陶瓷光固化成型存在問題及應用前景
    1.4 本論文的研究思路及內(nèi)容
第二章 實驗材料、儀器和表征方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗儀器
    2.3 實驗方法
        2.3.1 傳統(tǒng)干壓法制備SOFC電解質片
        2.3.2 3 D打印制備電解質片
        2.3.3 對稱電池組裝
        2.3.4 8 YSZ粉體表面改性
        2.3.5 8 YSZ-樹脂懸浮液制備
        2.3.6 列管式電池堆結構設計
        2.3.7 列管式電池堆支撐體打印成型
    2.4 測試與表征方法
        2.4.1 樹脂基8YSZ懸浮液的流變性能表征
        2.4.2 樹脂基8YSZ懸浮液的穩(wěn)定性表征
        2.4.3 分散劑對陶瓷粉體顆粒表面改性
        2.4.4 樹脂基8YSZ懸浮液的固化參數(shù)表征
        2.4.5 熱重(TG)
        2.4.6 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.7 電池性能測試(I-V-P/EIS)
        2.4.8 燒結體致密度表征
第三章 3D打印技術制備SOFC電解質片及電池性能研究
    3.1 8YSZ懸浮液流變特性表征
    3.2 電解質片3D打印成型優(yōu)化
    3.3 電解質片脫脂、燒結優(yōu)化
    3.4 電池SEM分析
    3.5 對稱SOFC電池性能分析
    3.6 本章小結
第四章 3D打印技術制備獨立列管式SOFC電池堆支撐體
    4.1 光固化8YSZ懸浮液配比優(yōu)化
    4.2 不同含量分散劑對8YSZ懸浮液的穩(wěn)定性影響
    4.3 不同含量分散劑對8YSZ懸浮液流變性能的影響
    4.4 不同固含量對8YSZ懸浮液粘度的影響
    4.5 列管式SOFC堆支撐體固化成型參數(shù)優(yōu)化
    4.6 坯體脫脂、燒結過程優(yōu)化
    4.7 燒結后電池堆結構微觀形貌分析
    4.8 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 存在問題與展望
參考文獻
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致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3653021