隨著傳統(tǒng)化石能源的日漸枯竭,以燃料電池、鋰電池等為代表的新能源利用方式不斷涌現(xiàn)。固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell;SOFC)以其高效、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)成為研究的重點(diǎn)之一。電解質(zhì)作為SOFC的核心部件,直接關(guān)系到整個(gè)電池體系的使用壽命和性能,得到了越來(lái)越多的關(guān)注。本論文用草酸鹽沉淀法制備納米氧化鉭—氧化鈦基固體電解質(zhì)粉體,采用掃描電鏡(Scanning Electron Microscopy;SEM)、X 射線衍射儀(X-ray diffraction;XRD)等測(cè)試手段對(duì)固體電解質(zhì)粉體有關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了表征,確定了最佳制備工藝。使用阿基米德排水法、電化學(xué)工作站、熱膨脹儀等計(jì)算和測(cè)試了不同摻雜物以及不同摻雜濃度的電解質(zhì)的相對(duì)密度、電化學(xué)阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy;EIS)和熱膨脹系數(shù)(Coefficient of Thermal Expansion;CTE)。并根據(jù)摻Fe2O3電解質(zhì)燒結(jié)前后XRD結(jié)果,探討了 Ta2O5-TiO2-Fe2O3系電解質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化及與電導(dǎo)率之間的關(guān)系。取得結(jié)果如下:Fe2O3摻雜量...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１?ＳＯＦＣ的構(gòu)成??Ｆｉｇ．ｌ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＳＯＦＣ??

料和復(fù)合材料的發(fā)展。??和所有燃料電池一樣，ＳＯＦＣ由三個(gè)主要組成部分組成：陰極（空氣電極）、??陽(yáng)極（燃料電極）和電解質(zhì)（陰極和陽(yáng)極之間的純離子導(dǎo)電膜），如圖１所示。??ＳＯＦＣ的獨(dú)特之處在于其使用的電解質(zhì)是一種致密的、氧離子導(dǎo)電但電子絕緣的??固體氧化物材料。ＳＯＦＣ的運(yùn)行機(jī)....

圖２?ＣａＦ２的晶體結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．２?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＣａＦ２??

１．３．１螢石型固體電解質(zhì)??螢石（Ｆｌｕｏｒｉｔｅ）又稱氟石、氟石粉、螢石粉，是一種礦物，屬于等軸晶系??晶體，其主要組成成分是氟化鈣（ＣａＦ２）。其晶體結(jié)構(gòu)如圖２所示，Ｆ填充在立．．??方晶胞被均分為八個(gè)小立方體的中心，８?jìng)�(gè)Ｆ之間形成了一個(gè)“空洞”，有利于??６??

圖３鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．３?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ??

Ｆｉｇ．３?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ??鈣鈦礦型復(fù)合化合物是與鈣鈦礦ＣａＴｉ０３結(jié)構(gòu)相同的一大類化合物，鈣鈦礦??晶體結(jié)構(gòu)可以用ＡＢ０３來(lái)表示（見(jiàn)圖３）。Ａ處占位原子屬于堿土元素，其陽(yáng)離子??表現(xiàn)為....

圖５理想的交流阻抗譜與等效電路??Ｆｉｇ．５?Ｉｄｅａｌ?ＥＩＳ?ａｎｄ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ??測(cè)試固體電解質(zhì)的電化學(xué)交流譜時(shí)，先用砂紙將燒結(jié)好的電解質(zhì)片表面磨平??

??半圓，半圓的直徑對(duì)應(yīng)著電極電解質(zhì)界面阻抗，如圖５所不（Ｈｕｉｅｔａｌ．，２００７）。??由于晶粒電導(dǎo)過(guò)程、晶界電導(dǎo)過(guò)程及電極反應(yīng)過(guò)程的響應(yīng)時(shí)間常數(shù)不同，阻抗譜??的高頻測(cè)試范圍通常是正常的，低頻區(qū)則易與理想圖譜發(fā)生偏差，從而在阻抗圖??中于不同的頻率范圍出現(xiàn)不同的半圓�。ǎ遥�....

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