固體氧化物燃料電池是一種可以直接將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置,同時擁有綠色和高效的巨大優(yōu)勢,對我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略影響深遠(yuǎn)。傳統(tǒng)的固體氧化物燃料電池采用陶瓷材料作為支撐體,存在著強度低、生產(chǎn)成本高、密封技術(shù)不成熟等諸多問題,采用金屬材料作為支撐體能有效地解決上述問題。因此,本論文將目光鎖定工業(yè)430不銹鋼薄片,在對其進(jìn)行鍍膜改性的基礎(chǔ)上進(jìn)行固體氧化物燃料電池結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化。本文采用電弧離子鍍技術(shù)制備具有優(yōu)異性能的430不銹鋼保護(hù)膜層。通過對鍍膜制備的錳鈷尖晶石氧化物膜層、稀土摻雜錳鈷尖晶石氧化物膜層以及對比樣進(jìn)行高溫氧化行為分析,得到了抗氧化性好、防Cr毒害能力強、長期穩(wěn)定且的保護(hù)膜層。研究結(jié)果表明,在高溫氧化過程中形成的致密連續(xù)的錳鈷尖晶石氧化物保護(hù)膜有效地防止了不銹鋼表面Cr2O3的形成,800℃氧化1500 h后樣品表面Cr元素含量仍保持在10%以內(nèi),而未鍍膜樣品表面Cr元素含量已經(jīng)超過40%,稀土摻雜后的錳鈷尖晶石氧化物膜層形成復(fù)合膜層能夠抑制高溫氧化過程中的元素擴散,進(jìn)而抑制氧化膜生長,稀土摻雜膜層氧化1500 h后增重量僅為未摻雜膜層的70%,因而有著更加優(yōu)異的高溫穩(wěn)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究的背景和意義
    1.2 固體氧化物燃料電池概述
        1.2.1 固體氧化物燃料電池的工作原理
        1.2.2 固體氧化物燃料電池結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵材料
    1.3 金屬支撐型固體氧化物燃料電池的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鎳基金屬支撐型固體氧化物燃料電池
        1.3.2 鐵基金屬支撐型固體氧化物燃料電池
    1.4 金屬支撐體高溫耐蝕優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗及表征方法
    2.1 實驗材料及設(shè)備
        2.1.1 金屬支撐體基底
        2.1.2 陽極層粉體
        2.1.3 實驗材料
        2.1.4 實驗設(shè)備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 電弧離子鍍工藝
        2.2.2 絲網(wǎng)印刷工藝
    2.3 實驗表征手段
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 熱重和示差掃描量熱分析
        2.3.4 光學(xué)顯微鏡觀察分析
        2.3.5 面電阻分析
第3章 430不銹鋼優(yōu)化及其高溫穩(wěn)定性研究
    3.1 引言
    3.2 尖晶石氧化物保護(hù)膜的制備與表征
        3.2.1 錳鈷尖晶石氧化物保護(hù)膜的制備
        3.2.2 稀土摻雜錳鈷尖晶石氧化物保護(hù)膜的制備
        3.2.3 鍍膜后膜層的表征
    3.3 尖晶石氧化物保護(hù)膜的高溫氧化行為分析
        3.3.1 膜層氧化過程中表面形貌分析
        3.3.2 膜層氧化過程中截面形貌分析
        3.3.3 膜層氧化過程中元素分析
    3.4 尖晶石氧化物保護(hù)膜的高溫穩(wěn)定性分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 MS-SOFC結(jié)構(gòu)設(shè)計及制備工藝研究
    4.1 引言
    4.2 MS-SOFC單電池結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.2.1 多孔金屬支撐體的制備及優(yōu)化
        4.2.2 基于新型多孔金屬支撐體的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.3 MS-SOFC陽極層的制備與表征
        4.3.1 預(yù)處理工藝對陽極層成型性的影響
        4.3.2 共燒結(jié)工藝對陽極層成型性的影響
    4.4 MS-SOFC電解質(zhì)層的制備與表征
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]電弧離子鍍NiCrAlYSi涂層抗高溫氧化行為[J]. 杜偉,石倩,代明江,易健宏,林松盛,侯惠君.  中國表面工程. 2018(01)
[3]Prospects of fuel cell technologies[J]. Shuangyin Wang,San Ping Jiang.  National Science Review. 2017(02)
[4]煤基/碳基固體氧化物燃料電池技術(shù)發(fā)展前沿[J]. 彭蘇萍,韓敏芳.  自然雜志. 2009(04)
[5]燃料電池現(xiàn)狀與未來[J]. 衣寶廉.  電源技術(shù). 1998(05)



本文編號：3159556