固體氧化物燃料電池（Solid oxide fuel cell,SOFC）是一種高效的能量轉(zhuǎn)化裝置。目前碳?xì)浠衔镏苯幼鳛镾OFC燃料是SOFC應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。經(jīng)典的SOFC陽極是基于鎳基的陶瓷材料,以甲烷為燃料時極易引起陽極表面碳沉積,因而維持SOFC的長期穩(wěn)定性的關(guān)鍵是提高陽極材料的抗積碳能力。全球煤層氣（Coal bed Methane,CBM）儲量豐富,而低濃度煤層氣（CH₄濃度低于30vol%）由于混入了大量的空氣,直接利用難度較大,在實(shí)際生產(chǎn)中絕大部分排空或無效燃燒處理。針對這種現(xiàn)狀,本論文結(jié)合傳統(tǒng)的SOFC,發(fā)展了一種直接將低濃度煤層氣作為燃料的發(fā)電方法。在鎳基陽極表面耦合催化劑層,低濃度煤層氣在到達(dá)鎳基陽極前經(jīng)催化劑層部分氧化為合成氣后利用SOFC發(fā)電,其關(guān)鍵是具有高催化活性的、抗高溫?zé)Y(jié)的催化劑的制備。采用溶膠-凝膠法、水熱合成法、甘氨酸燃燒法三種方法合成Ce_0.8Sm_0.2O_1.9（SDC）,以8%Y₂O₃穩(wěn)定的ZrO₂

【文章來源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同離子導(dǎo)電SOFC工作原理

低濃度煤層氣應(yīng)用于 Ni-YSZ 固體氧化物燃料電池的研究③ 采用噴涂法通過噴槍將預(yù)先制備好的SDC電解質(zhì)漿料均勻噴涂在Ni–YSZ│YSZ 表面。在空氣中 1300 °C 下焙燒 5 h。SDC 層的厚度受噴涂時間的控制，SDC層的厚度約為 1.5 μm。④ 采用噴涂法將陰極漿料均勻噴涂在電解質(zhì)表面，有效面積為 0.478 cm2，900 °C 焙燒 2 h，從而制得單電池，制備好的電池全貌及電池的截面掃描電鏡圖分別如圖 2.1（a）（b）所示。⑤ 以乙醇和導(dǎo)電銀膠的混合液作為電池的集流層漿料，在上述制備好的全電池的陰極上用小毛刷刷一層集流漿料，用電熱板烘干后再在集流層表面畫銀網(wǎng)，最后粘陰陽極導(dǎo)電銀線，在 180 °C 下處理 0.5 h。⑥ 用銀導(dǎo)電膠將制得的單電池片密封固定于外徑 12 mm 的石英管口一端，并與測試模具組裝以備后期電化學(xué)測試。a

低濃度煤層氣應(yīng)用于 Ni-YSZ 固體氧化物燃料電池的研究后升溫到測試溫度（800 °C），通入測試的燃料氣，待氣試。若燃料氣仍為 H2，溫度達(dá)目標(biāo)溫度即可測試空氣的混合氣，要先通入 100 mL/min Ar 吹掃 10 min�；煨信錃�，混合氣體的總流量仍為80 mL/min。測試區(qū)間80每隔 50 °C 測試一次，降溫速率為 8 °C/min。包括：開路電壓值（OCV）；電流密度-功率密度曲線-電壓譜（EIS），其測試的頻率范圍設(shè)為 100 KHz 0.1 Hz，交電池穩(wěn)定性測試。上述所有電化學(xué)信號均采用荷蘭 Iviu

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]低溫固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料[J]. 韓達(dá),吳天植,辛顯雙,王紹榮,占忠亮.  中國工程科學(xué). 2013(02)
[2]固體氧化物燃料電池的研究進(jìn)展[J]. 盧俊彪,張中太,唐子龍.  稀有金屬材料與工程. 2005(08)

博士論文
[1]直接甲烷燃料的中低溫SOFC陽極材料研究[D]. 王志明.天津大學(xué) 2013
[2]低溫陶瓷燃料電池氧化鈰基復(fù)合電解質(zhì)與電極材料研究[D]. 范梁棟.天津大學(xué) 2012

碩士論文
[1]中溫固體氧化物燃料電池陰極材料LSMM的制備及性能研究[D]. 甘露.南京理工大學(xué) 2016
[2]平板式SOFC陶瓷玻璃復(fù)合密封材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化[D]. 張偉.華中科技大學(xué) 2016



本文編號：3095854