中溫固體氧化物燃料電池（IT-SOFC）的工作溫度處于600℃-800℃,是一種能夠?qū)⒒瘜W(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的全固態(tài)發(fā)電裝置,具有潔凈、高效的優(yōu)點(diǎn),所以IT-SOFC受到了人們的廣泛關(guān)注。電解質(zhì)是IT-SOFC中重要的組成部分,但是溫度的降低使得電池的極化阻抗增加,因此制備一種性能較好的電解質(zhì)可以有效地提高IT-SOFC的輸出特性,對于其發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。本文采用固相法制備(BiO_1.5)_0.88(DyO_1.5)_0.08（WO₃）_0.04（8DY4WSB）電解質(zhì)材料,并利用PLD（脈沖激光沉積技術(shù)）在8DY4WSB電解質(zhì)片上濺射Sm_0.2Ce_0.8O_1.9（SDC）緩沖層薄膜。研究了PLD制備工藝條件（濺射能量和濺射次數(shù)）對SDC緩沖層薄膜性能的影響及SDC緩沖層對8DY4WSB電解質(zhì)片支撐的對稱半電池的電化學(xué)性能的影響。并與經(jīng)典的SOFC相比,實(shí)驗(yàn)所制備的Bi₂O... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：38 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

五種燃料電池的比較

圖 1.1 固體氧化物燃料電池工作原理圖Fig.1.1 Schematic diagram of SOFC的氧氣分子與電子相結(jié)合被還原成-2 價(jià)的氧離子，在電位差以及氧濃度差的通過電解質(zhì)最終到達(dá)陽極側(cè)[13,14]。程中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下所示：陰極： O2+ 4e-= 2O2-陽極： H2+ O2-= H2O+2e-總反應(yīng)： 2H2+ O2= 2H2O側(cè)通入氫氣，在陽極的催化作用下吸附氫氣，通過疏松多空的陽極到達(dá)電解處，空氣則通過陰極的催化作用變成 O2-離子到達(dá)陰極與電解質(zhì)的交界處，因存在著電位差，所以 O2-離子擴(kuò)散進(jìn)電解質(zhì)，通過躍遷到達(dá)電解質(zhì)與陽極的交界[15]

對于傳統(tǒng)的能源來講，SOFC 的主要產(chǎn)物是水，幾乎不會污染環(huán)境。 SOFC 的結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)固體氧化物燃料電池分為管式和平板式兩種類型，發(fā)展最早、技術(shù)比較成熟的是管式的氧化物燃料電池，它是由一端封閉、陰極、電解質(zhì)和陽極由內(nèi)至外依次排列的結(jié)構(gòu)組成根據(jù)它的組成方式，很明顯的可以看出管外的是燃料，而氧化劑處于管內(nèi)部。因此容易、非常適合集成組裝。但是它的工藝比較復(fù)雜，而且電池的電阻較大，導(dǎo)致功率密度較。平板式 SOFC 是將經(jīng)過燒結(jié)的過程，將陽極材料、電解質(zhì)和陰極材料組成一個整體的結(jié)彼此之間依靠的是導(dǎo)氣槽來使空氣和燃料分別通入陰極和陽極[25,26]。它的優(yōu)勢在于制作相對容易，并且具有較高的功率密度[27]。管式和平板式 SOFC 的組成結(jié)構(gòu)如圖 1.2 中(a)所示。

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本文編號：3353146