固體氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）是一種能將燃料氧化反應(yīng)釋放的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的全固態(tài)發(fā)電系統(tǒng),其高能量轉(zhuǎn)換效率、低污染和中低溫（<800oC）下高燃料靈活性的優(yōu)點(diǎn),成為新能源方向研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)SOFC在中低溫下,不僅電功率密度降低,碳?xì)淙剂蠚夥障?還易產(chǎn)生積碳現(xiàn)象,造成電池?zé)o法長期穩(wěn)定運(yùn)行。為了順應(yīng)SOFC中低溫化和燃料適用廣泛化的發(fā)展趨勢,本文通過薄膜化電解質(zhì)和對陽極結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性與優(yōu)化,研究新型電池在不同燃料氣氛下的發(fā)電性能和陽極抗積碳能力,為SOFC的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供幫助。實(shí)驗(yàn)中,通過單向軸壓法制備復(fù)合陰極支撐體La_0.6Sr_0.4CoO₃-(Ce_0.90Gd_0.10)O_1.95,漿料旋涂法制備電解質(zhì)La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ和緩沖層Sm_0.2Ce<... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 燃料電池的特點(diǎn)
    1.3 燃料電池的分類
    1.4 固體氧化物燃料電池(SOFC)
        1.4.1 SOFC的工作原理
        1.4.2 SOFC的熱力學(xué)與動力學(xué)分析
        1.4.3 SOFC的結(jié)構(gòu)類型
        1.4.4 SOFC陰極材料
        1.4.5 SOFC電解質(zhì)材料
        1.4.6 SOFC陽極材料
        1.4.7 SOFC互連接與密封材料
        1.4.8 SOFC的中低溫化與電極支撐的趨勢
    1.5 本文的研究內(nèi)容與意義
2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器設(shè)備
    2.2 材料結(jié)構(gòu)與形貌表征
        2.2.1 X射線衍射(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 X射線能譜分析(EDS)
        2.2.4 孔隙率與比表面積的測定
    2.3 測試裝置及方法
        2.3.1 SOFC單電池反應(yīng)結(jié)構(gòu)
        2.3.2 SOFC實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)
        2.3.3 SOFC實(shí)驗(yàn)測試裝置的說明
3 陰極支撐型SOFC的制備與性能研究
    3.1 陰極支撐型單電池制備方案
        3.1.1 陰極支撐體的制備
        3.1.2 甘氨酸-硝酸鹽法(Glycine-nitrate process,GNP)制備電解質(zhì)粉末
        3.1.3 三合一基體的制備
        3.1.4 陽極的制備
        3.1.5 測試與表征
    3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.2.1 電解質(zhì)粉末的物相分析與形貌觀察
        3.2.2 單電池截面分層現(xiàn)象陽極還原過程分析
        3.2.3 陽極還原過程分析
        3.2.4 陰極造孔劑種類對單電池性能的影響
        3.2.5 添加不同造孔劑的陰極表征
    3.3 小結(jié)
4 Ni-Fe雙金屬復(fù)合陶瓷陽極的制備與性能研究
    4.1 硬模板法制備立體陽極
        4.1.1 硬模板法的原理
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)用硬模板介紹
    4.2 實(shí)驗(yàn)過程
        4.2.1 Ni_(0.75)Fe_(0.25)O_x-GDC復(fù)合陽極材料的制備
        4.2.2 Ni_(0.75)Fe_(0.25)O_x包覆GDC復(fù)合陽極材料的制備
        4.2.3 單電池的制備
        4.2.4 測試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 陽極材料XRD表征
        4.3.2 陽極材料微觀形貌表征
        4.3.3 單電池性能比較
        4.3.4 氧化還原穩(wěn)定性分析
        4.3.5 碳?xì)淙剂蠚夥障麻L期穩(wěn)定性分析
        4.3.6 積碳現(xiàn)象及EDS分析
        4.3.7 測試實(shí)驗(yàn)后陽極微觀形貌表征
    4.4 小結(jié)
5 浸潤堿金屬氧化物對Ni_(0.75)Fe_(0.25)O_x包覆蠕蟲狀GDC復(fù)合陽極的影響
    5.1 實(shí)驗(yàn)過程
        5.1.1 浸潤堿金屬氧化物的復(fù)合陽極制備
        5.1.2 單電池的制備
        5.1.3 測試過程與表征
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.2.1 單電池發(fā)電性能測試
        5.2.2 長期穩(wěn)定性比較
    5.3 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 轉(zhuǎn)子流量計標(biāo)定曲線
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]燃料電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 侯明,衣寶廉.  電源技術(shù). 2008(10)
[3]低溫固體氧化物燃料電池研究進(jìn)展[J]. 毛宗強(qiáng),黃建兵,王誠,劉志祥.  電源技術(shù). 2008(02)
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碩士論文
[1]抗積碳直接碳?xì)浠衔锕腆w氧化物燃料電池功能梯度陽極材料的制備及性能[D]. 呂堯.上海交通大學(xué) 2014
[2]基于鈣鈦礦型稀土鈷酸鹽復(fù)合氧化物原位成相的中溫固體氧化物燃料電池梯度陰極制備和電池性能研究[D]. 郭秘蘭.上海交通大學(xué) 2014
[3]漿料旋涂法制備陽極支撐型固體氧化物燃料電池的研究[D]. 孔葉娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號：3173249