燃料電池是繼水力發(fā)電,火力發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù),是一種將燃料中的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的能源轉(zhuǎn)換裝置,其中固體氧化物燃料電池(SOFC)由于使用全固態(tài)電解質(zhì)和具備燃料選擇靈活性而備受關(guān)注。在選擇碳氫化合物作為燃料時,SOFC的主要挑戰(zhàn)是陽極上可能發(fā)生碳沉積和硫中毒。因此,開發(fā)新的抗積碳和耐硫中毒陽極材料已成為當務之急�；谏鲜隹紤],我們研究了A位有序的雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)LnBaFe₂O_5+δ(LnBFO,Ln=Pr,Nd)系列材料,考察了其作為SOFC陽極材料的可行性。研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:采用溶膠-凝膠法獲得了四方結(jié)構(gòu)的LnBFO(Ln=Pr,Nd)陽極材料。該材料與常用的電解質(zhì)LSGM和SDC具有良好的化學相容性。其中NdBaFe₂O_5+δ(NBFO)具有最好的電學性能,850 ^oC時,其電導率為31.2 S cm^-1。當以氫氣為燃料時,NBFO|SDC|LSGM|NBCFC單電池可實現(xiàn)1242 mW cm^–2的輸出功...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 燃料電池簡介
    1.2 SOFC的主要優(yōu)勢
    1.3 SOFC的基本組成及工作原理
        1.3.1 陽極材料的發(fā)展進程
    1.4 本文研究的問題
第二章 實驗材料與方法
    2.1 實驗所用原料
    2.2 電解質(zhì)材料的制備
    2.3 陰極材料的制備
    2.4 陽極材料的制備
    2.5 單電池和對稱電池的制備
    2.6 表征方法與性能測試簡介
        2.6.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.6.2 熱膨脹系數(shù)測試
        2.6.3 程序升溫還原(TPR)
        2.6.4 X射線光電子能譜 (X-ray photoelectron,XPS)
        2.6.5 電導率的測試
        2.6.6 電化學阻抗譜測試
        2.6.7 單電池測試
        2.6.8 SEM
        2.6.9 拉曼光譜 (Raman spectra)
第三章 LnBaFe₂O_5+δ(Ln= Pr,Nd) 陽極材料的性能研究
    3.1 引言
    3.2 LnBaFe₂O_5+δ(Ln= Pr,Nd) 的基本物性研究
        3.2.1 LnBaFe₂O_5+δ(Ln= Pr,Nd)的物相與化學兼容性分析
        3.2.2 熱膨脹測試
        3.2.3 TPR
        3.2.4 XPS
        3.2.5 電導率
        3.2.6 電化學阻抗
        3.2.7 單電池測試
            3.2.7.1 氫氣-空氣中的單電池性能
            3.2.7.2 煤氣-空氣中的單電池性能
            3.2.7.3 甲烷-空氣中的單電池性能
        3.2.8 SEM、Raman
    3.3 本章小結(jié)
第四章 NdBa_1-xFe₂O_5+δ(x=0.02,0.04,0.06)陽極材料的性能研究
    4.1 前言
    4.2 NdBa_1-xFe₂O_5+δ(x=0.02,0.04,0.06)樣品的性能表征
        4.2.1 NdBa_1-xFe₂O_5+δ(x=0.02,0.04,0.06)的XRD譜分析
        4.2.2 TPR測試
        4.2.3 熱膨脹測試
        4.2.4 電導率測試
        4.2.5 電化學阻抗測試
        4.2.6 單電池性能測試
            4.2.6.1 氫氣-空氣中的單電池性能
            4.2.6.2 煤氣-空氣中的單電池性能
            4.2.6.3 甲烷-空氣中的單電池性能
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
    5.1 LnBaFe₂O_5+δ(Ln= Pr,Nd) 陽極材料的性能研究
    5.2 NdBa_1-xFe₂O_5+δ(x=0.02,0.04,0.06)陽極材料的性能研究
參考文獻
作者簡介
致謝



本文編號：3776756