為了降低固體氧化物燃料電池（SOFC）的內(nèi)阻,通常需要把電阻率最大的電解質(zhì)部件薄膜化。以往在制備陽極支撐型電解質(zhì)薄膜時,需要逐次制備陽極支撐體和電解質(zhì)薄膜。本文嘗試利用懸浮液料漿中不同組分的沉降特性的差異,采用單步法制備氧化物燃料電池的陽極/電解質(zhì)薄膜雙層結(jié)構。NiO和YSZ分別是制作陽極和電解質(zhì)的常用材料。兩種粉體的燒結(jié)性能差別較大,為了讓NiO/YSZ陽極支撐體更好地匹配YSZ電解質(zhì)薄膜,需要對NiO進行預燒處理。首先對200-1100℃預燒后的NiO進行了多項性能測試。研磨后的NiO的粒度分布顯示200℃的預燒溫度即可對粉體的團聚力產(chǎn)生影響。利用燒結(jié)收縮曲線測試表征了不同溫度預燒后NiO的燒結(jié)特性,用于制作NiO/YSZ陽極支撐體時估算最佳預燒溫度。在嘗試利用注漿法制作平板型陽極支撐體的過程中,發(fā)現(xiàn)懸浮液中NiO的沉降速度比YSZ的大,導致沉降體中的兩種組分呈梯度分布。利用這個現(xiàn)象,發(fā)明了可以一次（單步）制作陽極支撐體/電解質(zhì)薄膜二合一結(jié)構的技術——單步注漿法。利用該方法制作的單電池,開路電壓（OCV）可達1.12V;最大功率密度達到0.5W/cm2。阻抗譜測試結(jié)果表明,電池性能... 

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

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

干壓法模具示意圖

哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文定質(zhì)量的電解質(zhì)粉體平鋪在陽極上層，施加足夠的壓力使其成械強度的片狀結(jié)構。脫去模具就能得到陽極支撐體/電解質(zhì)薄膜只要兩者的熱收縮性匹配合適，就可以對坯體直接進行高溫法制備的支撐體一致性好，性能高。Xin 等人使用硝酸鹽—檸Z 粉體，利用利用改進干壓法制備 8μm 厚的電解質(zhì)膜。單電池達到 791mW/cm-2[14]。該方法的缺點是只能制作平板型坯體同規(guī)格的模具，而且受到壓片機壓力的限制不能制備大面積大功率的單電池。延法流延法需要使用流延機和球磨機。該方法適合制作大面積的制作的電池坯體面積在 15×15cm2以上。流延法的工作原理

哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文學反應的吉布斯自由能改變量決定的。增加電電電流，OCV 則不可能升高。目前實驗室研究在 1cm2以下。受到面積的限制，單個電池的功和功率都不能滿足實際生產(chǎn)生活的要求。為了提個電池串聯(lián)起來組成串聯(lián)電池組。這樣就可以，直到達到實際所需的電壓。為了提供足夠大的并聯(lián)起來組成并聯(lián)電池組。這樣就可以把每個電輸出所需的電流。只有通過搭建電池堆，才能的商業(yè)巨頭和政府科研機構都在進行電池堆的有平板型、管型、瓦楞式和整體型等[29]。較早研子-西屋公司的管型電池堆。實物圖見圖 1-5:

【參考文獻】：
期刊論文
[1]流延法制備SOFC NiO/YSZ陽極的研究[J]. 樂士儒,孫克寧,徐峰,安茂忠,張乃慶,朱曉東,付強.  功能材料. 2008(04)
[2]雙層干壓制備陽極支撐的氧化鋯薄膜燃料電池[J]. 劉克艷,呂喆,賈莉,陳孔發(fā),魏波,李淑彥,蘇文輝.  電源技術. 2005(11)
[3]SOFC電解質(zhì)薄膜YSZ制備技術[J]. 韓敏芳,李伯濤,彭蘇萍,劉麗儉.  電池. 2002(03)
[4]固體氧化物燃料電池及其材料[J]. 任鐵梅.  電池. 1993(04)

博士論文
[1]氧化鋯電解質(zhì)薄膜燃料電池及其電極優(yōu)化研究[D]. 陳孔發(fā).哈爾濱工業(yè)大學 2009

碩士論文
[1]氧化鋯薄膜器件制備及其在中高溫燃料電池中的應用[D]. 田彥婷.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3560981