高溫固態(tài)電池是一種可以將固體氧化物燃料電池(SOFC)以及固體氧化物電解池(SOEC)相結(jié)合的能量轉(zhuǎn)化裝置:當(dāng)用電需求較高時(shí),SOFC模式能利用燃料氣進(jìn)行發(fā)電;而當(dāng)用電需求較低時(shí),SOEC模式可利用工業(yè)余熱及余電直接將CO₂等溫室氣體轉(zhuǎn)化為燃料氣以備循環(huán)使用。本文中采用的電池結(jié)構(gòu)為對稱可逆電池(SRSOC)結(jié)構(gòu),其優(yōu)勢在于可極大地降低電池制備與裝配過程中的復(fù)雜程度、能源消耗,還能避免因陰陽極不一致而導(dǎo)致的與電解質(zhì)熱膨脹系數(shù)不匹配等問題。本文首先利用浸漬的方式在電解質(zhì)骨架上引入Ce_0.9Fe_0.1O_2-δ和Ce_0.6Mn_0.3Fe_0.1O_2-δ分別作為阻擋層,在這兩種膜層的基礎(chǔ)上再引入La_0.3Sr_0.7Ti_0.3Fe_0.7O₃(LSTF)即Ti/Fe基鈣鈦礦型電極。在優(yōu)化電極制備工藝后,文中分別對LSTF...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 燃料電池技術(shù)及其發(fā)展概況
    1.3 固體氧化物燃料電池
        1.3.1 固體氧化物燃料電池工作原理
        1.3.2 固體氧化物燃料電池工作過程中極化損失分析
        1.3.3 固體氧化物燃料電池關(guān)鍵材料的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.4 浸漬法在電極制備工藝中的應(yīng)用
    1.4 固體氧化物電解池
        1.4.1 固體氧化物電解池的工作原理
        1.4.2 固體氧化物電解池在工作過程中的極化損失分析
        1.4.3 固體氧化物電解池的研究現(xiàn)狀
    1.5 固體氧化物對稱可逆電池
        1.5.1 固體氧化物對稱可逆電池的工作原理
        1.5.2 固體氧化物對稱可逆電池材料的研究現(xiàn)狀
    1.6 課題研究目的及內(nèi)容
        1.6.1 課題研究目的
        1.6.2 課題研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)使用藥品及耗材
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)使用儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 流延法制備電解質(zhì)
        2.2.2 浸漬法構(gòu)建對稱可逆固體氧化物電池
        2.2.3 對稱可逆固體氧化物電池的組裝
    2.3 電極性能表征
        2.3.1 X射線衍射
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 放電性能測試
        2.3.4 電化學(xué)阻抗譜測試
        2.3.5 電解性能測試
第3章 LSTF|CeFeO_2-δ電極的制備及電化學(xué)行為研究
    3.1 前言
    3.2 電極制備工藝的優(yōu)化
        3.2.1 LSTF粉體相結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 阻擋層制備工藝的優(yōu)化
    3.3 LSTF|CeFeO_2-δ電極在SOFC模式下的電化學(xué)性能研究
        3.3.1 LSTF|CeFeO_2-δ電極在燃料氣中的電化學(xué)性能表征
        3.3.2 SOFC模式下LSTF|CeFeO_2-δ對稱電極極化行為探究
        3.3.3 LSTF|CeFeO_2-δ電極微觀形貌分析
    3.4 LSTF|CeFeO_2-δ電極在SOEC模式下的電化學(xué)性能研究
        3.4.1 LSTF|CeFeO_2-δ電極電解CO₂的催化活性研究
        3.4.2 LSTF|CeFeO_2-δ電極電解CO₂的穩(wěn)定性研究
    3.5 LSTF|CeFeO_2-δ電極在可逆電池模式下的性能研究
    3.6 本章小結(jié)
第4章 LSTF|CeFeMnO_2-δ電極的制備及電化學(xué)性能分析
    4.1 前言
    4.2 SOFC模式下LSTF|CeFeMnO_2-δ電極的電化學(xué)性能分析
        4.2.1 LSTF|CeFeMnO_2-δ電極對不同燃料氣催化活性變化規(guī)律的探究
        4.2.2 LSTF|CeFeMnO_2-δ對稱電極對于全電池極化行為貢獻(xiàn)的分析
    4.3 復(fù)合CeFeMnO_2-δ的Ti/Fe基電極的微觀形貌
        4.3.1 阻擋層CeFeMnO_2-δ微觀形貌表征
        4.3.2 LSTF|CeFeMnO_2-δ電極微觀形貌探究
    4.4 SOEC模式下LSTF|CeFeMnO_2-δ電極的電化學(xué)性能研究
        4.4.1 LSTF|CeFeMnO_2-δ電極對CO₂分解反應(yīng)催化活性的分析
        4.4.2 LSTF|CeFeMnO_2-δ電極電解CO₂長期運(yùn)行下衰減行為的探究
    4.5 可逆電池模式下LSTF|CeFeMnO_2-δ電極的電化學(xué)性能分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝



本文編號：3780008