本文關(guān)鍵詞：用于處理汽車(chē)尾氣的固體氧化物燃料電池陰極材料的制備和性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汽車(chē)尾氣中含有大量的NO_x,HCs和CO,影響生態(tài)環(huán)境,危害人體健康。目前國(guó)內(nèi)外最常用的尾氣催化方法為三效催化法,將尾氣中的CO、HCs氧化為CO_2和水,并將NO_x還原為N_2和O_2,但三效催化法采用的催化劑主要是價(jià)格昂貴的貴金屬,而且在目前廣泛采用的稀薄燃燒技術(shù)的背景下,三效催化劑只能在較窄的空燃比窗口范圍內(nèi)(A/F在14.6左右)才能同時(shí)對(duì)NO_x、HCs和CO進(jìn)行有效的催化凈化,使其應(yīng)用受到了挑戰(zhàn)。本文提出通過(guò)固體氧化物燃料電池處理尾氣中的CO和NO,在降低了CO和NO含量的同時(shí),還能將反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化成電能,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了降低污染和節(jié)約能源的作用。本論文對(duì)鑭鍶鈷鐵鈣鈦礦型催化劑的制備和處理NO和CO污染物的電化學(xué)催化性能進(jìn)行了研究,得到如下結(jié)論：采用溶膠凝膠法制備了Cu摻雜的鑭鍶鈷鐵(La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)-xCu_xO_3)系列鈣鈦礦型催化劑,并作為固體氧化物燃料電池的陰極材料,根據(jù)Cu元素?fù)诫s量的不同,制備出La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_3, La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.6)Cu_(0.2)O_3, La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.4)Cu_(0.4)O_3, La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.2)Cu_(0.6)O_3,Lao.6Sr_(0.4)Co_(0.2)Cu_(0.8)O_35種不同的陰極粉體。分別在NO和空氣的氣氛下,通過(guò)電化學(xué)交流阻抗測(cè)試了5種陰極的性能,研究了溫度和Cu的摻雜量對(duì)陰極結(jié)構(gòu)和阻抗特性的影響。研究表明：隨著溫度升高,陰極的歐姆阻抗和活化極化阻抗均呈現(xiàn)單調(diào)遞減趨勢(shì)；而隨著Cu摻雜量的增加,活化極化阻抗單調(diào)遞減,歐姆阻抗單調(diào)遞增。另外,采用溶膠凝膠法和共沉淀法制備了氧化釓摻雜的氧化鈰(GDC)粉體,并制備了LSCF-GDC復(fù)合陰極,試圖利用GDC層阻擋陰極向電解質(zhì)的滲透,通過(guò)XRD圖譜和EIS圖譜分析得出結(jié)論,相對(duì)于共沉淀法,溶膠凝膠法制備出的GDC有更加單純的晶相和更加優(yōu)良的電化學(xué)性能。測(cè)試了同一陰極在不同氣體氛圍下的交流阻抗,分別測(cè)試了La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_3 (LSCF)和La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.4)Cu_(0.4)O_3在空氣、氧氣、一氧化氮?dú)夥障碌慕涣髯杩?通過(guò)對(duì)比分析交流阻抗譜可得出結(jié)論：含Cu和不含Cu的陰極材料在三種氣氛下呈現(xiàn)同一規(guī)律,即活化極化阻抗NO活化極化阻抗O_2活化極化阻抗airNO作為L(zhǎng)SCF系陰極材料的氧化氣比O_2活性更高,一氧化氮比氧氣更易解離,表明LSCF系材料適合處理一氧化氮污染物。采用浸漬法制備了LSCF作陰極的管式固體氧化物燃料電池A和La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.4)Cu_(0.4)O_3作為陰極的固體氧化物燃料電池B,管式電池長(zhǎng)度為10cm,管徑1cm,電池有效面積20.93cm~2,采用CO氣體作為燃料氣,NO氣體作為氧化氣,測(cè)試了電池在3種溫度(600℃、700℃、800℃)下的交流阻抗和輸出功率。通過(guò)對(duì)兩種電池輸出性能曲線(xiàn)的分析得到以下結(jié)論：NO和CO作為氧化氣和燃料氣時(shí)固體氧化物燃料電池能夠產(chǎn)生_(0.8)V左右的電壓和_(0.6)5W/cm~2的功率密度,電池A在低溫段有較好的催化效果,電池B則在高溫段表現(xiàn)較好。
【關(guān)鍵詞】：汽車(chē)尾氣 固體氧化物燃料電池 鈣鈦礦型陰極材料 交流阻抗譜 一氧化氮
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X734.2;TM911.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 研究背景9-13
• 1.1.1 汽車(chē)尾氣污染現(xiàn)狀9
• 1.1.2 汽車(chē)尾氣污染的危害9-10
• 1.1.3 汽車(chē)尾氣處理技術(shù)發(fā)展概況10-12
• 1.1.4 電化學(xué)技術(shù)處理尾氣污染12-13
• 1.2 固體氧化物燃料電池簡(jiǎn)介13-15
• 1.2.1 固體氧化物燃料電池的工作原理13-15
• 1.2.2 固體氧化物燃料電池的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)15
• 1.3 固體氧化物燃料電池的關(guān)鍵組成材料15-17
• 1.3.1 電解質(zhì)材料15-16
• 1.3.2 陽(yáng)極材料16-17
• 1.3.3 陰極材料17
• 1.4 固體氧化物燃料電池陰極材料的研究進(jìn)展17-20
• 1.4.1 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)ABO_3型氧化物17-19
• 1.4.2 R-P型類(lèi)鈣鈦礦型系列19
• 1.4.3 雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物19-20
• 1.5 研究目的和內(nèi)容20-21
• 1.5.1 研究目的20
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容20-21
• 第2章 摻雜陰極材料的制備及性能研究21-36
• 2.1 引言21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-24
• 2.2.1 化學(xué)試劑22-23
• 2.2.2 儀器設(shè)備23
• 2.2.3 表征方法和測(cè)試手段23-24
• 2.3 Cu摻雜LSCF系陰極材料的制備及性能研究24-32
• 2.3.1 Cu摻雜的LSCF陰極的制備24-26
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論26-32
• 2.4 添加GDC阻擋層對(duì)電池陰極材料LSCF阻抗特性的影響32-34
• 2.4.1 GDC-LSCF復(fù)合陰極的制備32-33
• 2.4.2 結(jié)果分析與討論33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第3章 不同氣氛下陰極材料的阻抗特性研究36-43
• 3.1 引言36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分36-38
• 3.2.1 陰極測(cè)試片的制備36-37
• 3.2.2 測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)與搭建37-38
• 3.3 結(jié)果分析與討論38-42
• 3.3.1 同一陰極在不同氣氛下的交流阻抗譜圖分析38-40
• 3.3.2 通入NO氣體濃度對(duì)LSCF陰極材料阻抗特性的影響40-41
• 3.3.3 通入NO氣體濃度對(duì)摻雜Cu的陰極阻抗特性的影響41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 單電池的制備與性能測(cè)試43-50
• 4.1 引言43-44
• 4.2 單電池的制備44-45
• 4.2.1 陽(yáng)極支撐體的制備44
• 4.2.2 YSZ電解質(zhì)層的制備44
• 4.2.3 陰極層的制備44-45
• 4.3 單電池測(cè)試45-49
• 4.3.1 電池的阻抗特性測(cè)試45-48
• 4.3.2 電池的輸出功率測(cè)試48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 結(jié)論50
• 5.2 展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 致謝57-58
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷及攻讀期成果58

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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  本文關(guān)鍵詞：用于處理汽車(chē)尾氣的固體氧化物燃料電池陰極材料的制備和性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：275519