一、固体氧化物燃料电池连接材料研究与进展（论文文献综述）
孙嘉苓[1]（2021）在《中温固体氧化物燃料电池LnBaCo2O5+δ阴极及质子导体电解质材料的制备与性能研究》文中研究说明传统固体氧化物燃料电池（SOFC）工作温度多在800-1000℃,高温不仅造成使用成本较高,而且制备难度较大。所以,在保持电池性能不变的情况下,降低操作温度是SOFC研究的主要方向之一。本文针对中温（IT）500-800℃区间高反应活性的阴极和电解质材料进行研究,同时对中温固体氧化物燃料电池综合性能的进一步提升及应用进行了细致研究。文中侧重研究了中温条件下,具有高实用性、高稳定性、较高电导率以及氧还原活性的双钙钛矿阴极材料,并探索了阴极材料的氧还原反应过程。还细致研究了Pr、Gd双掺杂BaCeO3基电解质材料Ba Ce1-2xPrxGdxO3（BCPG）的性能,通过实验对比分析了掺杂对物相结构、离子电导率的影响规律,并对其电池功率密度等进行分析。共获得以下创新性成果:1、在NdBa1-xCo2O5+δ(NB1-xCO)阴极材料中引入A位Ba离子空位,可增大氧空位浓度,进而提髙其电化学性能。实验结果表明NB1-xCO中各金属离子的氧化态为Nd3+、Ba2+、Co4+/Co3+,Co4+/Co3+同时存在将对电极的电化学反应起重要作用。在所研究的温度范围内,NB0.96CO表现出了最小的界面极化电阻。NB0.96CO阴极的高频端和低频端面电导率都高于NB1.0CO阴极材料。说明Ba离子缺位的引入促进了氧的还原反应的发生。通过测试对其电化学反应过程进行分析,结果表明电极上的氧还原反应由氧原子得电子生成氧离子的高频过程和氧离子结合氧空位生成晶格氧的低频过程组成,低频过程为限速步骤。2、NdBaCo2-xCuxO5+δ(NBC2-xCxO)样品中随着Cu含量的增加,氧含量逐渐减小,氧空位浓度增加。另外,加入一定量的Cu使材料热膨胀系数降低,提高电解质与阴极之间的热匹配性,具有重要意义。Cu的掺入明显降低阴极的极化电阻,并且随着Cu掺杂量的增加,极化电阻（RP）先减少后增大,当Cu的含量为0.1时RP值最小。通过测试对其电化学反应过程进行分析,结果表明NBC1.9C0.1O电极上的反应包含氧离子在三相界面处与氧空位结合成晶格氧过程,吸附氧原子得电子生成吸附氧离子过程,氧的解离吸附和扩散过程。与纯的NBCO阴极相比,各个步骤的反应速率加快。随着Cu掺杂量的增加,电解质支撑的单电池NBC2-xCxO/SDC/Ni0.9Cu0.1-SDC的功率先增加后减小,当掺杂量x=0.1时电化学性能最优。800℃时NBC1.9C0.1O单电池的最大功率密度为468.74 m W/cm2。加入高离子导电性的SDC制成复合阴极,提高热稳定性,增加三相界面长度,降低界面极化电阻。复合量x=30wt.%时,极化电阻最小。800℃时单电池的最大功率密度为568.17 m W/cm2。说明复合阴极电化学性能优于单相阴极材料。3、发现适量掺入稀土氧化物可提高BaCeO3基电解质材料的稳定性。实验结果表明,1400℃煅烧10h的Ba Ce1-2xPrxGdxO3-δ电解质基底平滑,结晶度很高。Pr、Gd等比例双掺杂样品都可形成纯相钙钛矿结构。Pr,Gd掺杂的BCPG样品的电导率高于纯BaCeO3样品的电导率。当Pr,Gd的掺杂量为10mol%时,Ba Ce Pr0.05Gd0.05O3-δ固体电解质的离子电导率最高。随着Pr,Gd掺杂量的进一步增加,电导率反而下降。当掺杂量2x=0.10时,样品的电导活化能最低。选用电导率最高的Ba Ce0.9Pr0.05Gd0.05O3-δ（BCPG0.10）为电解质制备了电解质支撑单电池,得到了较高的开路电压和较高的输出功率,其单电池的开路电压约等于1.1V。650℃下,电池的最大功率密度为105m Wcm-2,约为纯的BaCeO3的15倍。说明Pr,Gd双掺杂明显改善了BaCeO3基电解质的电学性能。4、研究还发现利用三相混合方法,可有效降低阴极的欧姆极化,增大反应活性区。实验结果表明,PBCO-BCS-SDC复合物经950℃烧结2h后,均保持各自的结构,没有杂相生成。0.7BCS-0.3SDC的比例掺入到PBC中,颗粒大小均匀,颗粒间接触良好,且呈现疏松多孔的微观结构。半电池的阻抗谱结果显示,当0.7BCS-0.3SDC加入到PBC阴极中,界面极化电阻最低。在600和700℃测试温度下,其极化电阻分别为0.4766和0.0991Ωcm2,而同样测试温度下,PBC-BCS的极化电阻为2.2169和0.7006Ωcm2。在PBC-BCS-SDC样品中BCS:SDC含量比为7:3条件下,阴极输出功率密度最高。
王林[2]（2020）在《Sc掺杂La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阴极材料的制备与电化学性能研究》文中研究指明能源是社会发展的基础,由于能源危机和环保问题频发,固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells,SOFC）作为一种高效、产物清洁污染小、可持续的新型发电装置成为近年来国内外研究的热点。阻碍SOFC商业化发展的主要因素是操作温度过高造成材料密封困难,长时间运作还会导致性能极大衰减等问题。因此将工作温度降低至中低温度（600800℃）是人们普遍研究的重点,这样可以降低生产成本,同时提高材料的稳定性。而降低SOFC的操作温度会导致阴极极化电阻极大地增加,故研究高性能、稳定的新型阴极材料是SOFC的关键。本文以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ（LSCF）为基体,在其B位用Sc3+取代部分的Fe3+得到La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8-xScxO3-δ（LSCFScx,x=0.02、0.04、0.06、0.08、0.1）阴极材料,并与传统阴极材料LSCF的性能进行了比较,研究了Sc掺杂对其电化学性能产生的影响。采用溶胶凝胶法合成LSCFScx（x=0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1）阴极材料,观察了材料的相结构、微观形貌,测试了材料的热膨胀以及电化学性能。结果表明,在LSCF的B位引入一定量的Sc3+替换部分的Fe3+可以形成稳定的立方相钙钛矿结构。LSCFScx阴极材料热膨胀系数最大为12.6×10-66 k-1,与电解质SDC有着良好的化学相容性。XRD分析表明,在Sc3+掺杂量x=0.02-0.1范围内没有其他杂相的衍射峰出现,且随着Sc3+掺杂量的增大,XRD衍射峰逐渐向小角度偏移。相同温度下,电导率随着Sc3+掺杂量的增大逐渐减小,掺杂量x=0.1时,LSCFSc0.1在800℃时的电导率为162 S·cm-1,满足SOFC阴极材料对电导率的要求。在800℃时,对称电池LSCFScx|SDC|LSCFScx极化面电阻值随着Sc3+掺杂量的增大先减小后增大,在掺杂量x=0.08时最低,为0.0259Ω·cm2,相比传统的LSCF下降了约81.5%,表明x=0.08为最佳掺杂量。以NiO-SDC为阳极,SDC为电解质,La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.72Sc0.08O3-δ为阴极材料制备的单电池NiO-SDC|SDC|La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.72Sc0.08O3-δ,在800℃下的最大功率密度达到806 mW·cm-2。实验结果表明,在SOFC阴极材料LSCF的B位掺杂一定量的Sc3+可以改善阴极氧还原反应的催化活性,提高电池的输出性能,是未来很有发展潜力的SOFC阴极材料。
谢满意[3]（2020）在《钡掺杂La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阴极材料的制备及电化学稳定性能研究》文中研究表明随着化石能源的日益减少和不可再生能源燃烧带来的环境问题,寻求高效、清洁的能源利用方式成为全世界关注的焦点。固体氧化物燃料电池（SOFC）因发电效率高、排放清洁无污染等特点,有着非常广泛的应用前景。La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ（LSCF）阴极由于在600-800℃范围内有着良好的氧离子/电子混合导电性,是目前最适合应用于中温SOFC的阴极材料。但是LSCF阴极材料在中温工作时的电化学性能还存在一定问题,其极化阻抗还需进一步的降低,尤其在中温（600-800℃）运行工作中,随着工作时间的推移,LSCF阴极的电化学稳定性能较差,这些问题限制了LSCF阴极材料在SOFC中的广泛应用。本文通过Ba2+对LSCF阴极材料的A位La3+的替代对其进行电化学改性研究,验证了该材料作为IT-SOFC阴极材料的可行性,并分别进行在Pt连接体和Fe-Cr合金连接体下长期运行测试,对比了在这两种连接体下Ba2+掺杂对LSCF阴极电化学稳定性的影响。得出以下结论:采用溶胶凝胶法合成了La0.6-xBax Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ（x=0,0.05,0.10,0.15,0.20）阴极材料,1000℃焙烧后形成单一斜六方钙钛矿结构。Ba2+的掺杂有效地提高了LSCF阴极的电导率。随Ba2+掺杂量的增加,阴极材料的电导率先增加后减少。当掺杂量x=0.10时,800℃下LBSCF阴极电导率最高达392 Scm-1,相比未掺杂的LSCF阴极电导率(204 Scm-1)提升了将近两倍。Ba2+的掺杂对LSCF电化学性能有显着的提高,由于Ba2+的掺杂提升了O2-在阴极内部传输能力和电极表面氧的吸附、解离和扩散传输能力,使得LBSCF（x=0.20）阴极在800℃时的极化电阻为0.04Ωcm2,相比未掺杂的LSCF阴极（0.22Ωcm2）降低了82%。采用Ni-SDC为阳极,SDC为电解质,LBSCF为阴极制备阳极支撑单电池,在750℃时,Ni-SDC∣SDC∣LBSCF（x=0.20）单电池的最大功率密度达0.7 W/cm2,相比Ni-SDC∣SDC∣LSCF单电池性能（0.54 W/cm2）提升了近30%。利用电化学交流阻抗测试阴极材料在不同连接体下的稳定性,结果表明:在Pt连接体下,800℃连续测试7200 min后,LBSCF（x=0.20）的极化阻抗由0.05Ωcm2先减小后增大到0.05Ωcm2,相比LSCF（0.22Ωcm2→0.38Ωcm2）极化阻抗几乎没有衰减;在Fe-Cr合金连接体下800℃连续测试7200 min后,LBSCF（x=0.20）阴极的极化阻抗由0.04Ωcm2增加到0.05Ωcm2,相比LSCF阴极（0.26Ωcm2→2.18Ωcm2）的电化学稳定性能有显着的提高。采用Pt连接体在800℃下测试7200 min后,LSCF阴极材料晶粒长大,阴极孔隙率降低,导致LSCF阴极极化阻抗的增大。而掺杂Ba2+的阴极材料在测试前后晶粒无明显差别,说明Ba2+在一定程度上有抑制LSCF阴极晶粒长大的作用;采用Fe-Cr合金连接体在800℃下测试7200 min后,LSCF阴极表面生成尖晶石结构SrCrO4及Cr2O3绝缘相,而LBSCF（x=0.10,x=0.20）阴极中不仅发现有SrCrO4和Cr2O3的生成,还生成了BaCrO4相。由于BaCrO4的电子电导率高于SrCrO4。使得LBSCF阴极材料的极化阻抗衰减明显降低。当测试温度为700℃时,无论是在Pt连接体还在Fe-Cr合金连接体下,阴极极化阻抗的增加量相对减少,阴极中的绝缘相生成量也相对减少。说明降低电池的工作温度可以减少阴极材料的衰减情况。LBSCF阴极材料由于具有优异的电化学性能,无论在Pt连接体还是在Fe-Cr合金连接下都表现出了优越的电化学稳定性,有潜力成为未来SOFC商业化应用关键材料。
周雪[4]（2020）在《PrFeO3基固体氧化物燃料电池阳极性能研究》文中研究说明随着社会的发展,21世纪正处于第三次能源转型时代,新能源开发与储能问题迫切地需要解决。固体氧化物燃料电池（SOFC）是全固态电池,燃料化学能直接转化为电能,转化效率高且环境友好。以往SOFC阳极常采用Ni/YSZ金属陶瓷阳极在使用化石燃料时易发生硫中毒、碳沉积及体积不稳定等问题,限制了 Ni/YSZ长期的稳定运行,在这种背景下,钙钛矿氧化物作为SOFC阳极候选材料脱颖而出。本文对SOFC钙钛矿氧化物阳极进行充分的调研后,选择Fe的钙钛矿氧化物（ABO3）氧化物PrFeO3作为基础材料,通过A位和B位掺杂的方法,系统地研究了其作为阳极的物相稳定性、还原分解规律和电化学性能。首先,采用溶胶-凝胶法进行材料合成,在PrFeO3的A位掺杂了 Sr元素（0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5）,系统地研究了 A位掺Sr对PrFeO3作为阳极材料的物相以及电化学稳定性的影响。研究发现,所合成产物均为纯正交相;在800℃干燥氢气气氛下还原5h后,六种样品都会发生完全分解,而PrFeO3在湿氢气氛下,并未发生分解。氢气气氛下Pr0.6Sr0.4FeO3-δ的电导率最大,对比这些阳极的单电池性能测试结果发现,使用掺Sr阳极的电池功率密度明显高于PrFeO3,其中以Pr0.6Sr0.4FeO3-δ为阳极的电池功率密度高达244.9mW/cm2,相应的阳极极化阻抗也最小。目前的研究结果表明,掺Sr后可以明显减低PrFeO3的活化能。进而提高其阳极性能。鉴于Pr0.6Sr0.4FeO3-δ材料在氢气下具有良好催化活性,在其基础上进一步开展了 B位掺杂不同的过渡族金属元素的研究,合成了 Pr0.6Sr0.4Fe0.9X0.1O3-δ（X=Fe,Co,Ni,Ti,Nb）系列单相样品,在干燥氢气气氛中800℃处理5h后,B位掺杂低价元素Fe,Co,Ni的样品发生了完全分解,而掺杂高价Ti,Nb的样品仅发生了轻微的部分分解。说明高价掺杂有助于维持此钙钛矿物相稳定性。在空气气氛下,掺入低价过渡族元素的电导率普遍高于掺入高价过渡族元素的样品的电导率,而在氢气气氛下,仍是Pr0.6Sr0.4FeO<sub>3-δ的极化阻抗最小。
张鹏[5]（2020）在《中温固体氧化物燃料电池BaCo0.7Fe0.3O3-δ基阴极材料的制备及性能优化》文中指出固体氧化物燃料电池因为高效能、对环境友好等优点被人们作为第三代燃料电池,得到广泛普及应用。随着研究的深入,为了扩展电池材料的选择性和减少成本,需要降低操作温度,而降低操作温度会引起电解质的欧姆阻抗和电极的极化阻抗大大增加。因此,我们寻找一种在中低温下仍有较强的高催化活性的材料至关重要。本文采用固相法制备了钪掺杂的BaCo0.7Fe0.3-xScxO3-δ（x=0,0.04,0.08,0.1,0.12）（BCFScx）阴极材料,通过X射线衍射仪和交流阻抗测试仪和扫描电子显微镜以及电化学工作站等测试仪器进行了表征。结果表明,Sc掺杂比例为0.1时的阴极BCFSc0.1在1000℃烧结10小时的条件下,BCFSc阴极材料呈现立方钙钛矿的相结构,其对称半电池的阻抗在950℃下烧结3小时的极化阻抗值最小,最小值为0.2801Ω·cm2,所以BCFSc阴极材料具有优异的电化学性能。以BCFSc为阴极,Ni0.9Cu0.1Ox-SDC为阳极,SDC电解质支撑的Ni0.9Cu0.1Ox-SDC/SDC/BCFSc单电池在800℃测试温度下的最大输出功率密度为305.96 mW/cm2,其单电池的极化阻抗为0.1328Ω·cm2。通过SEM结果表明,阴极颗粒疏松多孔,孔隙率过大,导致与SDC电解质的三相界面变小,使单电池的电化学性能减小。为了进一步促进阴极材料的性能,采用机械混合法制备了BCFSc-SDC复合阴极材料。实验结果显示,当BCFSc与SDC质量混合比为7:3的BCFSc-30%SDC复合阴极在900℃下烧结3小时的极化阻抗值最小,最小值为0.1190Ω·cm2。以BCFSc-SDC为阴极,Ni0.9Cu0.1.1 Ox-SDC为阳极,SDC电解质支撑的Ni0.9Cu0.1Ox-SDC/SDC/BaCo0.7Fe0.2.2 Sc0.1O3-δ-SDC复合单电池在800℃测试温度下得到最大输出功率密度为521.28 mW/cm2,相比未复合的阴极的单电池提高了215.32mW/cm2,整体提高了70.38%,其中极化阻抗值为0.0855Ω·cm2,也远远低于未复合SDC的阴极的阻抗（0.1328Ω·cm2）。说明通过复合SDC电解质材料可以提高阴极材料性能,有效地改进SOFC的阴极材料的性能。另外,采用离子浸渍法制备了镨离子浸渍的BaCo0.7Fe0.2Sc0.1O3-δ-Pr（BCFSc-Pr）的复合阴极。结果显示,浸渍3次的BCFSc-Pr复合阴极制成的对称半电池在800℃烧结3小时的极化阻抗值最小,最小值为0.0886Ω·cm2,远远低于单相BCFSc阴极制成的半电池的阻抗值。以BCFSc-Pr为阴极,Ni0.9Cu0.1Ox-SDC为阳极,SDC电解质支撑的Ni0.9Cu0.1Ox-SDC/SDC/BCFSc-Pr浸渍复合单电池在750℃测试温度下的最大输出功率密度为364.08 mW/cm2,其中极化阻抗值为0.1149Ω·cm2。SEM显示,浸渍之后的阴极表面发现断裂的痕迹,导致阴极与SDC电解质的接触面积较小,导致氧气与阴极之间的三相界面变小,致使单电池的输出功率减小。
王强[6]（2021）在《SOFC阳极侧微尺度界面优化及性能研究》文中研究表明固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）是新能源领域具有相当应用前景的发电技术,实际运行中电功率密度偏低。本文主要通过探索新的电池制作工艺和材料制备方法来制备更高功率密度的SOFC,从界面优化和阳极微观改性两个微尺度来提升电池的电化学性能。实验采用了3D复刻法和压印法两种工艺制备具有非平整电极-电解质界面的燃料电池。结果发现:3D复刻法对打印设备要求苛刻,制备的电解质基片具有较大的热应力;压印法流程简单,借助孔网、以阶段式加压的工艺,成功制备得到微观表面形态平整、网格密度不同的YSZ电解质基片。电解质基片经涂覆Ni O-YSZ阳极和LSM-YSZ阴极,成功得到具有20目、30目、40目网格界面的单电池。电化学测试结果表明网格界面单电池性能随网格密度增大而增加,40目网格单电池的最大功率密度相比平整单电池在900℃、800℃下提升幅度约40%,尤其是甲烷燃料性能随网格增加更明显。对单电池阳极-电解质界面及阳极表面微观形貌分析,发现高密度网格单电池增加了阳极和电解质的接触面,同时电解质厚度减薄的面积也增大了,阳极印痕处表面呈现分布均匀的孔洞结构。这些微观微米级结构的变化增加了电化学的三相界面密度,减小了电解质的欧姆极化和阳极的浓差极化,提升了电池的电化学性能。微米级微观尺度的界面优化可以提高电池的输出性能。采用机械混合法、GNP法和模板浸渍法制备Ni基和Ni-Fe双金属阳极,并分析材料物相、相貌。发现GNP法制备了纳米级团簇的催化剂颗粒,硬模板法制备了高纯度的萤石结构YSZ丝状纤维,浸渍硝酸盐溶液、煅烧还原得到了纳米催化颗粒均匀附着在电解质骨架的复合阳极。各阳极与40目网格电解质制备的阳极半电池经孔隙分析发现,机械法制备的阳极材料具有有限的孔隙率和比表面积,结合GNP法制备的阳极粒径减小,其比表面积得以增加,硬模板法中YSZ复刻了活性炭纤维毡结构中的高比表面积,其浸渍得到的阳极具有高孔隙、高比表的特点。电化学性能测试发现Ni0.75Fe0.25Ox包覆YSZ阳极在900℃下H2、CH4的最大功率密度分别为359 m W/cm2和389 m W/cm2,在800℃下分别为263 m W/cm2和163 m W/cm2;与传统Ni O-YSZ阳极相比,同温度下H2发电性能超过73%、CH4超过68%;该阳极微观形貌质量较高,催化剂联结成多微孔网状结构,提供了更多的反应位点,增大了反应的三相界面。充分表明,硬模板法结合浸渍法可以制备高性能纳米级SOFC阳极。
杜志广[7]（2020）在《中空对称双阴极结构固体氧化物燃料电池电性能研究》文中研究说明固体氧化物燃料电池（SOFC）技术是一项清洁、高效的综合能源利用技术,全固态结构使其可以被制成各种不同形状,而中空对称双阴极结构SOFC就是近年来发展起来的一种新型结构SOFC,具有结构强度高、抗氧化还原能力强等众多优点。对新型结构SOFC的快速热循环稳定性和长期稳定性进行深入研究,并分析新型结构SOFC在快速热循环过程和长期运行过程中性能的衰减规律与影响因素,对加速SOFC产业化进程具有重要现实意义,研究内容涉及以下几个方面:（1）中空对称双阴极结构SOFC单电池和电池堆均具有良好的快速热循环稳定性,电池在100次快速热循环期间性能衰减主要发生在前34次,衰减速率约为0.89%/次,研究还发现,阴极和阴极集流板之间的界面松动造成的性能衰减可通过二次施压操作使得得电池性能恢复。（2）中空对称双阴极结构SOFC具有良好的长期稳定性。在适当的操作条件下新型结构电池表现出优异的电化学性能和长期稳定性,电池以0.4A/cm2电流密度恒流运行200h,衰减速率仅为2.28%/100h,其中阴极集流板的锈蚀可能是造成电池性能衰减的主要原因。研究发现,钎焊密封技术有效提高了新型结构电池的长期稳定性。新型结构电池采用钎焊密封技术后,分别以0.30A/cm2电流密度恒流运行114h、0.20A/cm2电流密度恒流运行310h,衰减速率依次为0.99%/100h、2.21%/100h,相较于玻璃陶瓷密封技术2.28%/100h的衰减速率有较大改善。（3）中空对称双阴极结构SOFC电池堆的输出性能衰减快,衰减速率为12.56%/100h,主要受单电池输出性能影响,短时间内中间连接件对电池堆输出性能的影响不大。新型结构电池输出性能除了与电池自身发电性能有关,还与阳极支撑体厚度、两独立阴极之间的互连有关,而后者是造成电池输出性能差异大、稳定性差的主要原因,也是造成新型结构电池堆输出性能差异大、稳定性差的主要因素。改善电池两独立阴极之间的连接可有效提升电池输出性能的稳定性,进一步提高电池堆输出性能的长期稳定性。
刘辉[8]（2020）在《Cu/Ni-LSCM阳极制备及其甲烷干重整性能研究》文中研究表明固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种将燃料与氧化剂中的化学能直接转换成电能的全固态装置,具有环境友好,能量转换效率高和应用形式灵活等特点,是极具发展前景的能源转换技术。为保证电池阳极与电解质界面有良好的催化性能,采用多孔阳极材料Cu/Ni-LSCM以及高电导率的电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）制作半电池是一种好的技术路线。本论文研究了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ（LSCM）阳极粉末以及用浸渍法制备的Cu/Ni-LSCM复合阳极材料。探讨了浸渍次数,Ni/Cu原子质量比对阳极材料性能的影响。利用X射线衍射分析（XRD）、场发射扫面电镜（FE-SEM）、能谱分析（EDS）、程序升温还原（H2-TPR）、比表面积（BET）、孔隙率测试（PT）、电导率测试（CT）以及交流阻抗测试（EIS）等测试手段对阳极材料的性能进行表征分析,研究结果如下。采用甘氨酸-硝酸盐（GNP）法合成了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ阳极粉末,实验结果表明所合成的LSCM为钙钛矿结构,且用甘氨酸-硝酸盐法合成的LSCM的比表面积比用固相法合成相对较大。采用浸渍法制备了Ni、Cu原子质量比3:1～6:1的Cu O/Ni O-LSCM复合阳极支撑片及Cu O/Ni O-LSCM粉末,具有良好的导电性和催化活性。采用8wt%淀粉作为造孔剂,在10MPa的制片压力条件下,用压片机制得的LSCM阳极支撑片比表面积较大以及微观结构较好,研究了四种不同Ni、Cu原子质量比下浸渍三次的Cu/Ni-LSCM的形貌以及表面Cu-Ni合金的粒径分布。采用固相法制备LSGM,空气气氛下1450℃连续烧结15h制备LSGM,丝网印刷制备LSGM基LSCM阳极功能层和LSGM电解质层。丝网网格的大小对薄膜层的形貌有一定的影响,相比于200和250目,300目下印刷的薄膜比较致密,效果比较好。LSGM基LSCM的阳极在1200℃和1300℃条件下分别烧结2h,SEM结果表明1200℃烧结2h是较好的制备LSGM阳极薄膜的条件,最终成功地制备了Cu O/Ni O-LSCM/LSGM-LSCM/LSGM半电池。研究Ni、Cu原子质量比为3:1～6:1浸渍三次的Cu O/Ni O-LSCM粉末在600/700℃对甲烷干重整的催化效率。BET的表征结果表明在650℃H2气氛下还原前后的Cu O/Ni O-LSCM的比表面积在5:1条件下最高,分别为18.373m2/g和10.797m2/g,还原后的比表面积有所减小。Cu/Ni-LSCM在600/700℃连续催化4h,相比于700℃,600℃下的甲烷转化率明显较低,最大值分别为69.10%,89.00%。在700℃下连续催化16h,在催化过程中没有观察到催化剂失活,5:1下催化剂对甲烷干重整的催化效果最好且甲烷的转化率最高为88.56%。
赵爽[9]（2020）在《中温固体氧化物燃料电池Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ/Ce0.85Sm0.15O2-δ-CuO复合阴极性能研究》文中研究指明Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ（BSCF）材料在中温范围内（600℃-800℃）具备良好的氧还原催化活性和氧离子传导能力,因此,被广泛应用为中温固体氧化物燃料电池阴极材料。为了提高BSCF阴极性能,实验上通常是在BSCF材料中复合适量的Ce0.85Sm0.15O2-δ（SDC）氧离子导体材料来构成BSCF/SDC复合阴极。然而,在BSCF/SDC复合阴极材料中,SDC电导率较低,若能提高SDC离子电导率,将有利于进一步改善BSCF/SDC复合阴极性能。针对这一科学问题,本文使用的办法为向SDC中复合过渡族金属氧化物CuO来提高其离子电导率,从而提升BSCF/SDC复合阴极性能。为了验证该方法是否可行以及探索该新型阴极最佳烧结温度,本文在900℃、950℃和1000℃三种温度下对BSCF/SDC-CuO阴极进行了烧结。X射线衍射研究结果表明:在三种温度下烧结的BSCF/SDC-CuO粉末结晶程度均较好。与在相同温度下烧结的BSCF/SDC样品相比,其X射线衍射峰位置相似,没有生成新峰,这表明加入CuO不会在BSCF/SDC-CuO样品中生成额外的杂质相。扫描电镜研究结果表明:在三种温度下烧结的BSCF/SDC-CuO阴极表面微观形貌都具有多孔结构和较大的表面积,这均有利于氧还原反应的进行。电化学性能研究结果显示:在基于相同烧结温度制备的BSCF、BSCF/SDC和BSCF/SDC-CuO三种阴极的固体氧化物燃料电池中,BSCF/SDC-CuO阴极极化阻抗均是最低的,以及其固体氧化物燃料电池的最高输出功率密度均是最高的。这说明,通过加入CuO来提高BSCF/SDC中SDC的离子电导率进而改善BSCF/SDC复合阴极性能的想法是可行的。此外,在三种烧结温度下制备的BSCF/SDC-CuO阴极以及其固体氧化物燃料电池中,烧结温度为950℃的BSCF/SDC-CuO阴极极化阻抗是最低的,以及其固体氧化物燃料电池的最高输出功率密度是最高的。这表明,950℃是该新型阴极的最佳烧结温度。
张昊[10]（2019）在《新型陶瓷连接体材料与SOFC电极材料相容性研究》文中研究表明固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种新兴的化学发电装置。现在影响SOFC商业化的原因之一是其成本过高,其中连接体的制备成本占了一半以上。目前SOFC电池使用的连接体材料主要是高温耐热合金。但它存在固有缺点-Cr的挥发。针对此,本课题组设计并开发了一种新型的陶瓷连接体材料（（Ti,Nb）3SiC2）,本文即针对这种新型连接体材料与SOFC电池电极材料的相容性进行了研究,以分析（Ti,Nb）3SiC2材料作为SOFC电池连接体的可行性。本文分别探究了连接体与阴极材料和阳极材料的相容性。实验中分别模拟SOFC阴极、阳极的工作环境对电池模型进行长时间的热处理。实验结果表明,连接体与电极材料均具有较好的相容性,具体如下:（1）（Ti,Nb）3SiC2材料与阴极材料的相容性研究:（Ti,Nb）3SiC2材料在与阴极材料热处理的过程中表面会生成TiO2、SiO2混合单层氧化膜,这层氧化膜具有良好的热稳定性,不会发生挥发,并且可以阻止（Ti,Nb）3SiC2材料与阴极材料发生反应,也即不会导致阴极材料发生分解、中毒、失活;（Ti,Nb）3SiC2材料及其氧化膜中的内部元素保持稳定,未向阴极材料中迁移,且连接界面处各种元素分布清晰;（Ti,Nb）3SiC2材料表面形貌完整,未发生粉化、断裂、颗粒脱落。（2）（Ti,Nb）3SiC2材料与阳极材料的相容性研究:（Ti,Nb）3SiC2连接体材料与NiO-YSZ阳极材料及其主要成分YSZ材料进行相容性实验时,（Ti,Nb）3SiC2连接体材料与NiO-YSZ阳极材料等均未发生相转变,连接体保持形态完整,未发生粉化,碎裂。两者界面处材料具有良好的热稳定性,没有元素的扩散,挥发等问题。（3）（Ti,Nb）3SiC2材料热膨胀性能的研究:（Ti,Nb）3SiC2材料与YSZ材料的粘合模型经过长时间的高温热处理后,模型的粘结界面仍然保持着十分紧密的贴合状态,并未发生分离,断裂,这说明（Ti,Nb）3SiC2材料与YSZ材料具有相近的热膨胀系数,因此内部没有产生过大的热应力,也即两者具有良好的热膨胀匹配性。综上所述,（Ti,Nb）3SiC2材料与电极材料均具有良好的相容性。
二、固体氧化物燃料电池连接材料研究与进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、固体氧化物燃料电池连接材料研究与进展（论文提纲范文）
（1）中温固体氧化物燃料电池LnBaCo2O5+δ阴极及质子导体电解质材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 燃料电池简介 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池(SOFC)概述 |
| 1.3 中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的组件和性能研究 |
| 1.3.1 电解质材料 |
| 1.3.2 阳极材料 |
| 1.3.3 阴极材料 |
| 1.3.4 连接材料 |
| 1.4 本研究工作的目的和内容 |
| 第2章 样品的制备及研究方法 |
| 2.1 实验试剂和实验仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 样品制备方法 |
| 2.2.1 甘氨酸—硝酸盐法 |
| 2.2.2 EDTA-柠檬酸联合络合法 |
| 2.3 测试手段和表征方法 |
| 2.3.1 物相结构测试 |
| 2.3.2 碘滴定化学法 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱 |
| 2.3.4 扫描电子显微镜 |
| 2.3.5 热膨胀系数测试 |
| 2.3.6 电化学阻抗谱测试 |
| 2.3.7 单电池性能测试 |
| 第3章 NdBa_(1-x)Co_2O_(5+δ)阴极材料性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的制备 |
| 3.2.1 电解质材料的制备 |
| 3.2.2 Ni_(1-x)Cu_x-SDC复合阳极的制备 |
| 3.2.3 阴极材料的制备 |
| 3.2.4 半电池的制作 |
| 3.2.5 单电池的制备 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 XRD测试 |
| 3.3.2 氧含量 |
| 3.3.3 XPS测试 |
| 3.3.4 SEM测试 |
| 3.3.5 TEC测试 |
| 3.3.6 电化学阻抗谱分析 |
| 3.3.7 阴极反应过程分析 |
| 3.3.8 NB_(1-x)CO阴极的单电池性能分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 NdBaCo_(2-x)Cu_xO_(5+δ)阴极材料性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的制备 |
| 4.2.1 电解质材料的制备 |
| 4.2.2 阴极材料的制备 |
| 4.2.3 阳极材料的制备 |
| 4.2.4 半电池的制备 |
| 4.2.5 单电池的制作 |
| 4.3 实验结果和分析 |
| 4.3.1 X射线衍射研究 |
| 4.3.2 氧含量研究 |
| 4.3.3 XPS测试研究 |
| 4.3.4 SEM形貌研究 |
| 4.3.5 热膨胀分析研究 |
| 4.3.6 电化学阻抗谱分析研究 |
| 4.3.7 阴极反应过程研究 |
| 4.3.8 NBC_(2-x)C_xO阴极单电池性能研究 |
| 4.3.9 NBCO-x SDC复合阴极研究 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 Pr、Gd双掺杂BaCeO_3基质子导体电解质性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品的制备 |
| 5.2.1 粉体材料的制备 |
| 5.2.2 对称电池的制备 |
| 5.2.3 单电池的制备 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.3.1 物相结构研究 |
| 5.3.2 SEM和 EDS研究 |
| 5.3.3 离子电导率研究 |
| 5.3.4 电池功率密度分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 PrBaCo_2O_(5+δ)-Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(2-δ)-Ba Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(3-δ)复合阴极材料性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品的制备 |
| 6.2.1 粉体的制备 |
| 6.2.2 半电池的制备 |
| 6.2.3 单电池的制备 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.3.1 PrBaCo_2O_(5+δ)-Ba Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(3-δ)阴极性能研究 |
| 6.3.2 PrBaCo_2O_(5+δ)-BaCe_(0.85)Sm_(0.15)O_(3-δ)-Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(2-δ)阴极性能的分析 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）Sc掺杂La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阴极材料的制备与电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池简介 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池(SOFC)简介 |
| 1.3.1 SOFC的分类 |
| 1.3.2 SOFC的特点 |
| 1.3.3 SOFC的工作原理 |
| 1.3.4 SOFC的结构和特点 |
| 1.3.5 SOFC的研究进展及发展趋势 |
| 1.4 SOFC的组成 |
| 1.4.1 电解质材料 |
| 1.4.2 阳极材料 |
| 1.4.3 阴极材料 |
| 1.4.4 连接体材料 |
| 1.5 SOFC阴极材料的研究现状 |
| 1.5.1 SOFC阴极材料的研究进展 |
| 1.5.2 SOFC阴极材料的反应过程 |
| 1.6 选题的目的和意义 |
| 1.6.1 选题的目的 |
| 1.6.2 选题的意义 |
| 1.6.3 研究内容 |
| 2 实验材料与表征方法 |
| 2.1 实验原料与仪器 |
| 2.2 样品的制备 |
| 2.2.1 阴极粉体的制备 |
| 2.2.2 电解质粉体的制备 |
| 2.2.3 阳极粉体的制备 |
| 2.2.4 电池的制备 |
| 2.3 测试手段和表征方法 |
| 2.3.1 物相分析 |
| 2.3.2 形貌表征 |
| 2.3.3 测试热膨胀系数 |
| 2.3.4 测试样品电导率 |
| 2.3.5 对称电池交流阻抗的测试 |
| 2.3.6 测试单电池性能 |
| 3 LSCFSc_x(x=0-0.1)阴极材料的表征与测试 |
| 3.1 结果与讨论 |
| 3.1.1 物相分析 |
| 3.1.2 热膨胀曲线分析 |
| 3.1.3 Sc3+掺杂对材料电导率的影响 |
| 3.1.4 SEM分析 |
| 3.2 本章小结 |
| 4 LSCFSc_x(x=0-0.1)阴极材料的电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 阴极LSCFSc_x对称电池交流阻抗谱分析 |
| 4.2.2 DRT分析 |
| 4.2.3 单电池性能测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）钡掺杂La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阴极材料的制备及电化学稳定性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 燃料电池 |
| 1.1 燃料电池的分类 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池 |
| 1.2.1 SOFC的工作原理 |
| 1.2.2 SOFC的优缺点 |
| 1.2.3 SOFC的种类 |
| 1.3 SOFC的关键材料 |
| 1.4 阴极材料的反应过程 |
| 1.5 本论文研究意义和内容 |
| 2 材料制备及表征方法 |
| 2.1 材料的选择与制备 |
| 2.2 材料的制备 |
| 2.2.1 阴极材料的制备 |
| 2.2.2 电解质材料的选择与制备 |
| 2.2.3 阳极材料的制备 |
| 2.2.4 对称电池的制备 |
| 2.2.5 阳极支撑型单电池的制备 |
| 2.3 材料的表征与测试 |
| 2.3.1 物相分析 |
| 2.3.2 形貌表征 |
| 2.3.3 阴极电导率测试 |
| 2.3.4 交流阻抗谱测试 |
| 2.3.5 单电池性能测试 |
| 2.3.6 阴极材料电化学稳定性能测试 |
| 2.3.7 拉曼光谱测试 |
| 3 Ba掺杂LSCF阴极材料的制备及性能研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 Ba~(2+)掺杂对材料晶体结构的影响 |
| 3.3 Ba~(2+)掺杂对阴极材料电导率的影响 |
| 3.4 Ba~(2+)掺杂对阴极材料电化学性能的影响 |
| 3.5 Ba~(2+)掺杂对单电池性能的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 Ba掺杂LSCF阴极材料电化学稳定性能研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 800℃下Ba~(2+)掺杂对LSCF阴极电化学稳定性影响 |
| 4.3 700℃下Ba~(2+)掺杂对LSCF阴极电化学稳定性影响 |
| 4.4 Raman分析Ba~(2+)掺杂对LSCF阴极电化学稳定性影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（4）PrFeO3基固体氧化物燃料电池阳极性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题的研究背景 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池(SOFC) |
| 1.2.1 SOFC工作原理 |
| 1.2.2 SOFC组成部分及要求 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池的阳极材料研究进展 |
| 1.3.1 钙钛矿固体氧化物阳极 |
| 1.3.2 固体氧化物燃料电池阳极修饰方法研究 |
| 1.4 课题研究的主要内容和目的及意义 |
| 第二章 不同含量A位掺杂PrFeO_3阳极性能分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 样品的制备与物相表征 |
| 2.2.1 不同含量Sr掺杂PrFeO_3粉体制备 |
| 2.2.2 物相分析 |
| 2.3 样品稳定性测试以及电化学性能分析 |
| 2.3.1 测试样品制备 |
| 2.3.2 还原稳定性分析 |
| 2.3.3 电导率分析 |
| 2.3.4 阳极极化阻抗和单电池输出功率分析 |
| 2.3.5 阳极微观结构分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 不同价态掺杂Pr_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.9)X_(0.1)O_(3-δ)(X=Co,Ni,Ti,Nb)阳极性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的制备与物相表征 |
| 3.2.1 过渡族元素(Co,Ni,Ti,Nb)掺杂Pr_(0.6)Sr_(0.4)FeO_3粉体制备 |
| 3.2.2 物相分析 |
| 3.3 样品稳定性测试以及电化学性能分析 |
| 3.3.1 测试样品制备 |
| 3.3.2 还原稳定性分析 |
| 3.3.3 电导率分析 |
| 3.3.4 阳极极化阻抗和单电池输出功率分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）中温固体氧化物燃料电池BaCo0.7Fe0.3O3-δ基阴极材料的制备及性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 燃料电池简介 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池(SOFC)概述 |
| 1.3.1 SOFC的工作原理 |
| 1.3.2 SOFC的优点 |
| 1.4 固体氧化物燃料电池的关键材料 |
| 1.4.1 电解质材料 |
| 1.4.2 阳极材料 |
| 1.4.3 阴极材料 |
| 1.5 固体氧化物燃料电池阴极材料概述 |
| 1.5.1 固体氧化物燃料电池阴极的工作机理 |
| 1.5.2 固体氧化物燃料电池阴极的发展现状和趋势 |
| 1.6 本论文的研究目的和内容 |
| 第二章 固体氧化物燃料电池BaCo_(0.7)Fe_(0.3-x)Sc_xO_(3-δ)阴极材料的制备与性能表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料与仪器 |
| 2.2.2 样品的合成 |
| 2.2.2.1 BaCo_(0.7)Fe_(0.3-x)Sc_xO_(3-δ)阴极粉末的制备 |
| 2.2.2.2 SDC电解质片的制备 |
| 2.2.2.3 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SDC复合阳极材料的制备 |
| 2.2.2.4 BaCo_(0.7)Fe_(0.3-x)Sc_xO_(3-δ)对称半电池的制备 |
| 2.2.2.5 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SD C/SDC/BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Sc_(0.1)O_(3-δ)单电池的制备 |
| 2.2.3 测试和表征 |
| 2.3 实验结果与分析 |
| 2.3.1 BaCo_(0.7)Fe_(0.3x)Sc_xO_(3-δ)阴极粉末的XRD测试 |
| 2.3.2 BaCo_(0.7)Fe_(0.3x)Sc_xO_(3-δ)对称半电池的交流阻抗谱测试 |
| 2.3.3 BaCo_(0.7)Fe_(0.3x)Sc_xO_(3-δ)对称半电池的微观形貌测试 |
| 2.3.4 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SDC/SDC/BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Sc_(0.1)O_(3-δ)单电池的性能测试 |
| 2.3.4.1 单电池的输出性能 |
| 2.3.4.2 单电池的交流阻抗谱测试 |
| 2.3.4.3 单电池的微观形貌测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 SDC电解质掺杂的BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Sc_(0.1)O_(3-δ)-SDC复合阴极的制备与性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料与仪器 |
| 3.2.2 复合阴极的制备 |
| 3.2.2.1 甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备SDC粉末 |
| 3.2.2.2 机械混合法制备BCFSc-SDC复合阴极 |
| 3.2.3 复合阴极单电池的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 BCFSc-SDC复合阴极的XRD图谱 |
| 3.3.2 BCFSc-SDC/SDC/BCFSc-SDC对称半电池的交流阻抗谱 |
| 3.3.3 BCFSc-SDC/SDC/BCFSc-SDC对称半电池的微观形貌 |
| 3.3.4 Ni_(0.9)Cu_(0.1)O_x-SDC/SDC/BaCo-(0.7)Fe_(0.2)Sc_(0.1)O_(3-δ)-SDC单电池的性能测试 |
| 3.3.4.1 单电池的输出性能 |
| 3.3.4.2 单电池的交流阻抗谱测试 |
| 3.3.4.3 单电池的微观形貌测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 离子浸渍镨掺杂的BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Sc_(0.1)O_(3-δ)-Pr复合阴极的制备与性能表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料与仪器 |
| 4.2.2 配制Pr(NO_3)_3·6H_2O浸渍液 |
| 4.2.3 离子浸渍法制备BCFSc-Pr复合阴极 |
| 4.2.4 复合阴极单电池 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 BCFSc-Pr复合阴极对称半电池的交流阻抗谱 |
| 4.3.2 BCFSc-Pr复合阴极对称半电池的微观形貌 |
| 4.3.3 BCFSc-Pr复合阴极制成的单电池的性能及阻抗 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表论文 |
（6）SOFC阳极侧微尺度界面优化及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 燃料电池 |
| 1.1.1 燃料电池基础 |
| 1.1.2 燃料电池分类 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池 |
| 1.2.1 SOFC工作原理 |
| 1.2.2 SOFC电动势分析 |
| 1.2.3 结构类型及特点 |
| 1.3 SOFC关键材料 |
| 1.3.1 电解质 |
| 1.3.2 阴极 |
| 1.3.3 阳极 |
| 1.3.4 连接体及密封材料 |
| 1.4 研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 实验设备及分析方法 |
| 2.1 实验材料及仪器 |
| 2.2 材料表征及方法 |
| 2.2.1 X射线衍射 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 孔隙率与比表面积的测定 |
| 2.2.4 单电池I-V与I-P值测试 |
| 2.3 测试系统及方法 |
| 2.3.1 SOFC单电池反应结构 |
| 2.3.2 SOFC实验测试系统 |
| 2.3.3 SOFC实验测试系统的说明 |
| 3 界面优化SOFC的制备与性能研究 |
| 3.1 电解质基底制备 |
| 3.1.1 3D复刻 |
| 3.1.2 压印法 |
| 3.2 单电池制备 |
| 3.2.1 单电池阳极制备 |
| 3.2.2 单电池阴极制备 |
| 3.3 单电池性能测试与分析 |
| 3.3.1 阳极还原测试 |
| 3.3.2 各单电池测试 |
| 3.3.3 测试数据分析 |
| 3.4 单电池的表征与分析 |
| 3.4.1 单电池截面 |
| 3.4.2 阳极截面与表面 |
| 3.4.3 微观形貌综合分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 改性阳极材料的制备与性能研究 |
| 4.1 阳极制备方法 |
| 4.1.1 机械混合法 |
| 4.1.2 甘氨酸-硝酸盐法 |
| 4.1.3 硬模板法 |
| 4.1.4 浸渍法 |
| 4.2 阳极改性单电池的制备 |
| 4.2.1 Ni基阳极粉体的制备 |
| 4.2.2 Ni-Fe双金属复合阳极粉体的制备 |
| 4.3 阳极材料分析与讨论 |
| 4.3.1 阳极粉体XRD |
| 4.3.2 阳极材料微观形貌 |
| 4.4 单电池制备及测试、表征 |
| 4.4.1 单电池的制备 |
| 4.4.2 阳极孔隙 |
| 4.4.3 单电池性能测试 |
| 4.4.4 单电池阳极表面形貌 |
| 4.4.5 单电池截面微观形貌 |
| 4.4.6 综合分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）中空对称双阴极结构固体氧化物燃料电池电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池技术简介 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池关键材料 |
| 1.4 固体氧化物燃料电池构型 |
| 1.5 本课题研究的内容与意义 |
| 第二章 实验原料、设备与测试方法 |
| 2.1 实验原料与设备 |
| 2.2 样品表征方法 |
| 2.3 电池电化学性能测试 |
| 第三章 中空对称双阴极SOFC热循环稳定性研究 |
| 3.1 中空对称双阴极结构SOFC热循环稳定性研究 |
| 3.2 中空对称双阴极结构SOFC快速热循环性能降解机理研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 中空对称双阴极SOFC不同运行模式下稳定性研究 |
| 4.1 中空对称双阴极结构SOFC短期性能 |
| 4.2 中空对称双阴极结构SOFC长期稳定性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 中空对称双阴极SOFC电池堆性能研究 |
| 5.1 中空对称双阴极结构SOFC电堆短期电化学性能研究 |
| 5.2 中空对称双阴极结构SOFC电池短堆长期稳定性 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
（8）Cu/Ni-LSCM阳极制备及其甲烷干重整性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 燃料电池简介 |
| 1.1.1 燃料电池的分类 |
| 1.1.2 燃料电池的特点 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池(SOFC) |
| 1.2.1 SOFC的工作原理 |
| 1.2.2 SOFC的结构类型以及特点 |
| 1.2.3 SOFC关键组成材料 |
| 1.2.3.1 阳极材料 |
| 1.2.3.2 电解质材料 |
| 1.2.3.3 阴极材料 |
| 1.2.3.4 互连接材料 |
| 1.3 国内外固体氧化物燃料电池的发展历程 |
| 1.3.1 国外SOFC的发展历程 |
| 1.3.2 国内SOFC的发展历程 |
| 1.4 甲烷干重整反应及其催化剂的研究进展 |
| 1.5 本论文的研究意义与内容 |
| 第二章 实验 |
| 2.1 实验药品及设备 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 表征方法 |
| 2.2.1 场发射扫描电镜(Field Emission Scanning Electron Micrograph, FE-SEM ) |
| 2.2.2 X射线衍射(X-ray Diffraction, XRD) |
| 2.2.3 X射线能谱分析(Energy dispersive spectroscopy, EDS) |
| 2.2.4 比表面积(Brunner-Emmet-Teller, BET) |
| 2.2.5 孔隙率测试(Porosity Test, PT) |
| 2.2.6 热重分析(Thermodynamic analysis, TG) |
| 2.2.7 程序升温还原(Temperature Process Reduction,TPR) |
| 第三章 CuO/NiO-LSCM复合阳极支撑片的制备及表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 GNP法制备LSCM |
| 3.2.2 多孔LSCM阳极支撑片的制备及孔隙率的测试 |
| 3.2.3 浸渍法制备CuO/NiO-LSCM复合阳极 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 LSCM和淀粉混合粉末的TGA表征结果 |
| 3.3.2 CuO/NiO-LSCM和Cu/Ni-LSCM阳极的XRD表征结果 |
| 3.3.3 CuO/NiO-LSCM阳极支撑体的FE-SEM表征结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 CuO/NiO-LSCM/LSGM-LSCM/LSGM半电池制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 固相法制备LSGM |
| 4.2.2 电极和电解质层薄膜的制备方法 |
| 4.2.3 CuO/NiO-LSCM/LSGM-LSCM/LSGM半电池的制备 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 LSGM电解质粉末的XRD表征结果 |
| 4.3.2 LSGM与LSCM化学相容性分析 |
| 4.3.3 烧结温度以及丝网网格大小对阳极功能层和电解质层的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Cu/Ni-LSCM对甲烷干重整催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 LSCM阳极粉末的合成 |
| 5.2.2 浸渍法制备CuO/NiO-LSCM复合阳极粉末 |
| 5.2.3 H_2还原制备Cu/Ni-LSCM复合阳极粉末 |
| 5.2.4 甲烷干重整 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 LSCM、CuO/NiO-LSCM以及Cu/Ni-LSCM复合阳极粉末的XRD表征结果 |
| 5.3.2 浸渍法制备的CuO/NiO-LSCM的H2-TPR表征结果 |
| 5.3.3 浸渍法制备的CuO/NiO-LSCM与Cu/Ni-LSCM的XPS表征结果 |
| 5.3.4 浸渍法制备的CuO/NiO-LSCM与Cu/Ni-LSCM的BET表征结果 |
| 5.3.5 Cu/Ni-LSCM的FE-SEM与EDS表征结果 |
| 5.3.6 Cu/Ni-LSCM对甲烷干重整的催化性能分析 |
| 5.3.6.1 4小时催化测试结果 |
| 5.3.6.2 16小时催化测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 论文新颖之处 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间的学术成果 |
（9）中温固体氧化物燃料电池Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ/Ce0.85Sm0.15O2-δ-CuO复合阴极性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池 |
| 1.2.1 固体氧化物燃料电池的原理及结构 |
| 1.2.2 固体氧化物燃料电池的基本组件及其性能要求 |
| 1.2.2.1 电解质材料 |
| 1.2.2.2 阳极材料 |
| 1.2.2.3 阴极材料 |
| 1.2.2.4 连接材料 |
| 1.3 常用阴极材料的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究意义及内容 |
| 第二章 固体氧化物燃料电池的制备方法及表征手段 |
| 2.1 实验仪器和实验药品 |
| 2.1.1 实验仪器 |
| 2.1.2 实验药品 |
| 2.2 样品的制备 |
| 2.2.1 电解质材料的制备 |
| 2.2.2 阳极材料的制备 |
| 2.2.3 阴极材料的制备 |
| 2.2.4 复合阴极材料的制备 |
| 2.2.5 单电池的制备 |
| 2.2.6 半电池的制备 |
| 2.3 表征及测试方法 |
| 2.3.1 X射线衍射(X-Ray Diffraction.XRD)测试 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(Scanning eletron microscope,SEM)测试 |
| 2.3.3 电化学阻抗谱(EIS)测试 |
| 2.3.4 单电池性能测试 |
| 2.3.5 单电池稳定性测试 |
| 第三章 Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)及Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)/Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(2-δ)阴极材料性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)及Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)/Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(2-δ)阴极材料性能研究 |
| 3.2.1 X射线衍射分析 |
| 3.2.2 扫描电子显微镜分析 |
| 3.2.3 电化学阻抗谱分析 |
| 3.2.4 单电池性能分析图 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)/Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(2-δ)-CuO复合阴极材料性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)/Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(2-δ)-CuO复合阴极材料性能研究 |
| 4.2.1 X射线衍射分析 |
| 4.2.2 扫描电子显微镜分析 |
| 4.2.3 电化学阻抗谱分析 |
| 4.2.4 单电池性能分析 |
| 4.2.5 单电池稳定性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）新型陶瓷连接体材料与SOFC电极材料相容性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景介绍 |
| 1.2 燃料电池的分类 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池 |
| 1.3.1 固体氧化物燃料电池的工作原理和特点 |
| 1.3.2 SOFC的结构样式 |
| 1.3.3 SOFC电池的工艺部件 |
| 1.4 SOFC电池连接体的研究现状 |
| 1.4.1 陶瓷连接体材料 |
| 1.4.2 合金连接体材料 |
| 1.4.3 新型陶瓷连接体材料-(Ti,Nb)_3SiC_2 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验设备与试剂 |
| 2.2 材料性能的表征与测试方法 |
| 2.2.1 晶体的X-射线衍射表征 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜表征 |
| 2.2.3 热膨胀系数表征 |
| 第三章 新型SOFC陶瓷连接体材料与阴极材料相容性 |
| 3.1 实验目的 |
| 3.2 连接体基体预处理 |
| 3.3 实验方法与结果 |
| 3.3.1 混粉法 |
| 3.3.2 以无水乙醇作为溶剂的浆料涂覆法 |
| 3.3.3 以PVC胶作为溶剂的浆料涂覆法 |
| 3.3.4 (Ti,Nb)_3SiC_2 块体与LSCF块体的连接 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 新型SOFC陶瓷连接体材料与阳极材料相容性 |
| 4.1 实验目的 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 新型SOFC陶瓷连接体材料的热膨胀性能 |
| 5.1 实验目的 |
| 5.2 (Ti,Nb)_3SiC_2 热膨胀性能测定 |
| 5.2.1 实验方法 |
| 5.2.2 实验结果 |
| 5.3 (Ti,Nb)_3SiC_2 热膨胀性能表征 |
| 5.3.1 实验方法 |
| 5.3.2 实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 后续工作与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、固体氧化物燃料电池连接材料研究与进展（论文参考文献）
- [1]中温固体氧化物燃料电池LnBaCo2O5+δ阴极及质子导体电解质材料的制备与性能研究[D]. 孙嘉苓. 吉林大学, 2021
- [2]Sc掺杂La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阴极材料的制备与电化学性能研究[D]. 王林. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [3]钡掺杂La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阴极材料的制备及电化学稳定性能研究[D]. 谢满意. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [4]PrFeO3基固体氧化物燃料电池阳极性能研究[D]. 周雪. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]中温固体氧化物燃料电池BaCo0.7Fe0.3O3-δ基阴极材料的制备及性能优化[D]. 张鹏. 内蒙古大学, 2020(01)
- [6]SOFC阳极侧微尺度界面优化及性能研究[D]. 王强. 大连理工大学, 2021(01)
- [7]中空对称双阴极结构固体氧化物燃料电池电性能研究[D]. 杜志广. 长江大学, 2020(02)
- [8]Cu/Ni-LSCM阳极制备及其甲烷干重整性能研究[D]. 刘辉. 昆明理工大学, 2020(05)
- [9]中温固体氧化物燃料电池Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ/Ce0.85Sm0.15O2-δ-CuO复合阴极性能研究[D]. 赵爽. 沈阳师范大学, 2020(12)
- [10]新型陶瓷连接体材料与SOFC电极材料相容性研究[D]. 张昊. 青岛大学, 2019(03)
标签：燃料电池论文; 电池论文; 电化学论文; 固体氧化物燃料电池论文; 电化学工作站论文;