固體氧化物燃料電池(SOFC)因其燃料選擇性廣,發(fā)電效率高,工作壽命長,發(fā)電成本低等優(yōu)點而獲得廣泛關(guān)注。為了加快SOFC商業(yè)化進程,低溫化是必經(jīng)之路,因此國內(nèi)外許多研究者致力于將SOFC的工作溫度從高溫(800-1000°C)降至中溫(600-800°C)范圍。但隨著工作溫度的降低,SOFC陰極組件的催化活性隨之下降,最終極大地影響了整個SOFC系統(tǒng)的輸出功率。因此,在中溫范圍內(nèi),開發(fā)具有高性能、高穩(wěn)定性的陰極是一項非常有意義的工作。目前SOFC陰極種類繁多,如鈣鈦礦結(jié)構(gòu)陰極La_1-xSr_xMnO₃,La_1-xSr_xCo_1-yFe_yO₃,Ba_1-xSr_x Co_1-yFe_yO₃等,Ruddlesden-Popper結(jié)構(gòu)陰極La₂NiO₄等,雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)陰極PrBa...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 SOFC概述
        1.2.1 陽極
        1.2.2 電解質(zhì)
        1.2.3 陰極
    1.3 SOFC陰極研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)陰極
        1.3.2 Ruddlesden-Popper結(jié)構(gòu)的類鈣鈦礦陰極
        1.3.3 雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)陰極
    1.4 LSCF陰極性能優(yōu)化
    1.5 Comsol軟件簡介與SOFC建模仿真現(xiàn)狀
    1.6 論文研究目的及研究內(nèi)容
        1.6.1 論文研究目的
        1.6.2 論文研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與表征方法
    2.1 實驗材料與設(shè)備
    2.2 陰極粉體制備
    2.3 半電池的制備
        2.3.1 GDC電解質(zhì)的制備
        2.3.2 工作電極的制備
        2.3.3 對電極與參比電極的制備
    2.4 致密條狀試樣制備
    2.5 表征與測試方法
        2.5.1 X射線衍射(XRD)
        2.5.2 X射線光電子能譜(XPS)
        2.5.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.4 電導(dǎo)率測試
        2.5.5 電導(dǎo)弛豫法測試(ECR)
        2.5.6 熱重分析(TGA)
        2.5.7 電化學(xué)阻抗譜測試(EIS)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 Ce摻雜的LSCF陰極性能研究
    3.1 引言
    3.2 Ce摻雜的LSCF粉體制備與表征
    3.3 電導(dǎo)率測試
    3.4 Ce摻雜的LSCF陰極的電化學(xué)性能測試
        3.4.1 陰極微觀結(jié)構(gòu)
        3.4.2 電化學(xué)性能
        3.4.3 氧表面交換性質(zhì)
    3.5 Ce摻雜對LSCF陰極性能的影響機理研究
    3.6 Ce摻雜的LSCF陰極的穩(wěn)定性測試
    3.7 本章小結(jié)
第4章 Mo摻雜的LSCF陰極性能研究
    4.1 引言
    4.2 Mo摻雜的LSCF粉體制備與表征
    4.3 Mo摻雜的LSCF陰極的電化學(xué)性能
        4.3.1 陰極微觀結(jié)構(gòu)
        4.3.2 電化學(xué)性能
    4.4 Mo摻雜的LSCF陰極的穩(wěn)定性
    4.5 Mo摻雜對LSCF陰極性能的影響機理研究
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于LSCF陰極的SOFC建模仿真研究
    5.1 引言
    5.2 建模理論
        5.2.1 燃料電池?zé)崃W(xué)與動力學(xué)
        5.2.2 燃料電池中的物質(zhì)傳輸
        5.2.3 燃料電池中的守恒方程
    5.3 建模過程
        5.3.1 選擇物理場
        5.3.2 研究狀態(tài)選擇
        5.3.3 幾何模型構(gòu)建與材料添加
        5.3.4 邊界條件設(shè)定與基本參數(shù)
        5.3.5 網(wǎng)格剖分
    5.4 仿真結(jié)果分析
        5.4.1 EIS
        5.4.2 I-V I-P圖
    5.5 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)
    6.1 論文主要結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士期間發(fā)表和待發(fā)表的論文



本文編號：3902993