當(dāng)前固體氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）研究的一個(gè)重要課題是將操作溫度降低到中溫,中溫操作不僅能降低電池的操作成本、改善組成電池的各種材料的適配性,還可以延長電池的使用壽命。本文系統(tǒng)地研究了SOFC中低溫陰極材料BaBi_0.05Co_0.95-xNb_xO_3-δ(BBC_0.95-xN_x,x=0.1,0.15,0.2)的物理及電化學(xué)性能,并基于此構(gòu)建管式SOFC,深入開展了Ni-YSZ陽極支撐微管SOFC,Ni-YSZ陽極支撐管式SOFC和TZP陶瓷支撐微管SOFC的相轉(zhuǎn)化制備和性能研究。首先,采用高溫固相法制備了BBC_0.95-xN_x陰極材料并對其物化性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明不同Nb摻雜量的BBC_0.95-xN_x樣品均具有立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu),與GDC電解質(zhì)具有良好的化學(xué)相容性。800℃內(nèi)BBC_0.8N_0.15... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 固體氧化物燃料電池(SOFC)概述
        1.2.1 SOFC的工作原理
        1.2.2 SOFC的關(guān)鍵材料
        1.2.3 SOFC的應(yīng)用研究進(jìn)展
    1.3 中溫SOFC陰極材料
        1.3.1 中溫SOFC陰極材料研究進(jìn)展
        1.3.2 SOFC陰極的氧還原過程
        1.3.3 SOFC陰極材料的制備方法
    1.4 管式SOFC的研究進(jìn)展
    1.5 選題依據(jù)與研究內(nèi)容
        1.5.1 論文的選題依據(jù)
        1.5.2 論文的研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料與測試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料與實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 測試方法與表征手段
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.3 化學(xué)相容性分析
        2.2.4 掃描電子顯微鏡表征
        2.2.5 熱膨脹特性分析
        2.2.6 電導(dǎo)率測試
        2.2.7 交流阻抗測試
        2.2.8 電池性能測試
3 BaBi_(0.05)Co_(0.95-x)Nb_xO_(3-δ)陰極的制備及性能表征
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 粉體形貌分析
        3.2.2 粉體物相分析
        3.2.3 粉體價(jià)態(tài)分析
        3.2.4 化學(xué)相容性研究
        3.2.5 熱膨脹性能研究
        3.2.6 陰極粉體的電導(dǎo)率
        3.2.7 陰極極化阻抗的研究
    3.3 本章小結(jié)
4 Ni-YSZ陽極支撐微管SOFC的相轉(zhuǎn)化制備及性能研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 NiO-YSZ陶瓷支撐中空纖維微管制備
        4.1.2 陽極功能層、電解質(zhì)層及陰極層的制備
        4.1.3 Ni-YSZ陽極支撐微管SOFC的測試與表征
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 NiO-YSZ陽極支撐微管孔結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 電池?zé)Y(jié)工藝及缺陷分析
        4.2.3 Ni-YSZ陽極支撐微管SOFC的電化學(xué)性能
        4.2.4 Ni-YSZ陽極支撐管式SOFC微觀形貌分析
    4.3 本章小結(jié)
5 Ni-YSZ陽極支撐管式SOFC的相轉(zhuǎn)化制備及性能研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.1.1 相轉(zhuǎn)化法制備NiO-YSZ陽極支撐管
        5.1.2 Ni-YSZ陽極支撐管式SOFC的制備
        5.1.3 Ni-YSZ陽極支撐管式SOFC的測試與表征
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 NiO-YSZ陽極支撐體孔結(jié)構(gòu)分析
        5.2.2 Ni-YSZ陽極支撐管式SOFC的電性能
        5.2.3 Ni-YSZ陽極支撐管式SOFC微觀形貌分析
    5.3 本章小結(jié)
6 TZP陶瓷支撐微管SOFC制備及性能研究
    6.1 實(shí)驗(yàn)部分
        6.1.1 TZP陶瓷支撐中空纖維微管制備
        6.1.2 TZP陶瓷支撐微管SOFC的制備
        6.1.3 TZP陶瓷支撐微管SOFC的測試與表征
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 TZP陶瓷支撐中空纖維微管孔結(jié)構(gòu)分析
        6.2.2 單電池及串聯(lián)微管SOFC的性能分析
        6.2.3 TZP陶瓷支撐微管SOFC微觀形貌分析
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望與建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]陽極支撐微管式固體氧化物燃料電池的研究進(jìn)展[J]. 孫旺,毛雅春,張乃慶,孫克寧.  化工學(xué)報(bào). 2013(01)
[2]以Ni-YSZ和Sm0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.2O3-δ為電極的微管固體氧化物燃料電池的制備及電化學(xué)性能（英文）[J]. 張小珍,汪永清,周健兒,江瑜華,孟廣耀,劉杏芹.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(08)
[3]固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料的發(fā)展趨勢[J]. 徐旭東,田長安,尹奇異,程繼海.  硅酸鹽通報(bào). 2011(03)
[4]SOFC用Ni/Al2O3金屬陶瓷支撐層組織結(jié)構(gòu)與氣密性[J]. 劉長華,李成新,李長久.  電源技術(shù). 2009(12)
[5]陰極材料Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-σ合成工藝優(yōu)化[J]. 李嵩,文鐘晟,季世軍,孫俊才.  材料科學(xué)與工藝. 2008(03)
[6]固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料的研究進(jìn)展[J]. 李勇,邵剛勤,段興龍,王天國.  硅酸鹽通報(bào). 2006(01)

博士論文
[1]管式固體氧化物燃料電池的相轉(zhuǎn)化制備與抗積碳研究[D]. 韓宗盈.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2017
[2]鈣鈦礦型La0.8Sr0.2Cr0.5Fe0.5O3-δ材料在固體氧化物燃料電池中的應(yīng)用[D]. 魏濤.中國礦業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]SOFC中低溫陰極材料Ba1-xBi0.05Co0.95-yNbyO3-δ的制備及性能研究[D]. 賀紹飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3193567