質(zhì)子導體基SOFC電解質(zhì)材料的性能優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2023-03-19 00:17
固體氧化物燃料電池(SOFCs)因具有燃料適應(yīng)性廣、能量轉(zhuǎn)換效率高和污染物排放少等優(yōu)點受到人們越來越多的關(guān)注和研究。質(zhì)子導體電解質(zhì)材料在中低溫具有高的質(zhì)子電導率,相較于氧離子導體電解質(zhì)材料具有低的傳導活化能;與氧離子導體SOFCs相比,質(zhì)子導體SOFCs在陰極產(chǎn)生水,避免了陽極燃料氣體的稀釋。因此,質(zhì)子導體SOFCs引起研究者們廣泛研究。摻雜BaCeO3和BaZrO3質(zhì)子導體是當前廣泛研究的兩個電解質(zhì)材料體系,本論文針對這兩個質(zhì)子導體電解質(zhì)材料體系展開性質(zhì)、性能優(yōu)化研究。本論文各章內(nèi)容如下:第1章,本章重點介紹了固體氧化物燃料電池的工作原理、SOFCs電解質(zhì)材料的研究現(xiàn)狀以及質(zhì)子導體傳輸機制。第2章,列出了實驗試劑和儀器設(shè)備信息,以及樣品制備和表征方法。第3章,本章目標是采用Nd、Y共摻策略改善BaCe0.8Y0.2O3-δ電解質(zhì)材料的質(zhì)子傳導性能。結(jié)果表明,BaCe0.8Y0.15Nd0.05O3-δ...
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 燃料電池概述
1.3 SOFCs工作原理
1.4 SOFCs電化學過程
1.4.1 理論電動勢
1.4.2 電壓損失
1.5 SOFCs電解質(zhì)材料
1.5.1 BaCeO3 基質(zhì)子導體
1.5.2 BaZrO3 基質(zhì)子導體
1.5.3 其它質(zhì)子導體
1.6 質(zhì)子傳導機制
1.7 本論文的研究內(nèi)容及意義
第2章 實驗過程及方法
2.1 實驗試劑
2.2 實驗儀器與設(shè)備
2.3 實驗樣品制備方法
2.3.1 粉體制備
2.3.2 樣品制備
2.4 材料性能表征
2.4.1 X射線衍射(XRD)
2.4.2 掃描電子顯微鏡與能譜(SEM與 EDS)
2.4.3 熱重分析(TG或者TGA)
2.4.4 熱膨脹和熱收縮
2.4.5 致密度測試
2.5 材料電化學性能表征
2.5.1 電導率測試
2.5.2 單電池電化學性能測試
第3章 釹、釔共摻鈰酸鋇電解質(zhì)材料的性能研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 粉體制備
3.2.2 樣品制備
3.2.3 性能表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 相結(jié)構(gòu)
3.3.2 燒結(jié)性
3.3.3 電導率
3.3.4 熱膨脹
3.3.5 單電池
3.4 本章小結(jié)
第4章 釤、釔共摻鋯酸鋇電解質(zhì)材料的性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 粉體制備
4.2.2 樣品制備
4.2.3 性能表征
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 相結(jié)構(gòu)
4.3.2 燒結(jié)性
4.3.3 電導率
4.3.4 化學穩(wěn)定性
4.3.5 單電池
4.4 本章小結(jié)
第5章 鈣、釔共摻鋯酸鋇電解質(zhì)材料的性能研究
5.1 引言
5.2 實驗部分
5.2.1 粉體制備
5.2.2 樣品制備
5.2.3 性能表征
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 相結(jié)構(gòu)
5.3.2 燒結(jié)性
5.3.3 熱重分析
5.3.4 化學穩(wěn)定性
5.3.5 電導率
5.3.6 單電池
5.4 本章小結(jié)
第6章 釤、釔共摻鈰酸鋇-氧化鈰復合電解質(zhì)材料的性能研究
6.1 引言
6.2 實驗部分
6.2.1 粉體制備
6.2.2 樣品制備
6.2.3 性能表征
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 相結(jié)構(gòu)
6.3.2 燒結(jié)性
6.3.3 電導率
6.3.4 單電池
6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
7.1 論文主要結(jié)論
7.2 論文研究不足
7.3 展望
參考文獻
在學期間主要科研成果
致謝
本文編號:3764152
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 燃料電池概述
1.3 SOFCs工作原理
1.4 SOFCs電化學過程
1.4.1 理論電動勢
1.4.2 電壓損失
1.5 SOFCs電解質(zhì)材料
1.5.1 BaCeO3 基質(zhì)子導體
1.5.2 BaZrO3 基質(zhì)子導體
1.5.3 其它質(zhì)子導體
1.6 質(zhì)子傳導機制
1.7 本論文的研究內(nèi)容及意義
第2章 實驗過程及方法
2.1 實驗試劑
2.2 實驗儀器與設(shè)備
2.3 實驗樣品制備方法
2.3.1 粉體制備
2.3.2 樣品制備
2.4 材料性能表征
2.4.1 X射線衍射(XRD)
2.4.2 掃描電子顯微鏡與能譜(SEM與 EDS)
2.4.3 熱重分析(TG或者TGA)
2.4.4 熱膨脹和熱收縮
2.4.5 致密度測試
2.5 材料電化學性能表征
2.5.1 電導率測試
2.5.2 單電池電化學性能測試
第3章 釹、釔共摻鈰酸鋇電解質(zhì)材料的性能研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 粉體制備
3.2.2 樣品制備
3.2.3 性能表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 相結(jié)構(gòu)
3.3.2 燒結(jié)性
3.3.3 電導率
3.3.4 熱膨脹
3.3.5 單電池
3.4 本章小結(jié)
第4章 釤、釔共摻鋯酸鋇電解質(zhì)材料的性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 粉體制備
4.2.2 樣品制備
4.2.3 性能表征
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 相結(jié)構(gòu)
4.3.2 燒結(jié)性
4.3.3 電導率
4.3.4 化學穩(wěn)定性
4.3.5 單電池
4.4 本章小結(jié)
第5章 鈣、釔共摻鋯酸鋇電解質(zhì)材料的性能研究
5.1 引言
5.2 實驗部分
5.2.1 粉體制備
5.2.2 樣品制備
5.2.3 性能表征
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 相結(jié)構(gòu)
5.3.2 燒結(jié)性
5.3.3 熱重分析
5.3.4 化學穩(wěn)定性
5.3.5 電導率
5.3.6 單電池
5.4 本章小結(jié)
第6章 釤、釔共摻鈰酸鋇-氧化鈰復合電解質(zhì)材料的性能研究
6.1 引言
6.2 實驗部分
6.2.1 粉體制備
6.2.2 樣品制備
6.2.3 性能表征
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 相結(jié)構(gòu)
6.3.2 燒結(jié)性
6.3.3 電導率
6.3.4 單電池
6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
7.1 論文主要結(jié)論
7.2 論文研究不足
7.3 展望
參考文獻
在學期間主要科研成果
致謝
本文編號:3764152
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