中温固体氧化物燃料电池LSM-BSCF复合阴极的制备与性能研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cuibo1000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
伴随着国际工业水平的高速发展以及人类生活水平的迅速提升,工业生产和人类生活所需的能源总量不断增加,传统能源已经不能完全满足社会所需,另外传统能源在使用过程中存在环境污染严重和能源使用率低等缺陷。因此,开发新型能源已经成为目前国际能源研究的一个重要方向,在众多新型能源中,固体氧化物燃料电池可直接把化学反应释放的能量应用于制造电能,其具有能量利用率高、燃料气体来源广、环保清洁等优点,极其适合在未来进行大面积推广。传统的高温固体氧化物燃料电池由于高温工作下的长时间工作的衰减问题以及制造和运行成本导致其商业化困难,为了满足市场应用的需求需要将其工作温度降低至中温(600 oC-800oC),电极材料在中温下的稳定性能有较大的提升,但是传统电极材料在中温下的电催化活性较差,在中温下同时具备良好的电催化活性以及长期稳定性的阴极成为目前研究的热点。BSCF是常见的钙钛矿阴极材料之一,在低和中等工作温度下具有较好的离子、电子导电性,作为阴极时它的电化学特性非常好,其与常用的电解质材料GDC也有着较好的化学稳定性以及热稳定性,但BSCF钙钛矿材料在含有CO2气体的气氛下稳定性差,容易与CO2反应,形成钡和锶的碳酸盐Ba1-xSrxCO3,导致电池的性能下降,长期稳定性较差。La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)是一个经典的高温固体氧化物燃料电池的阴极材料,具有较高的电子电导率和氧还原催化活性,但是较低的离子电导率限制了该材料在中温下的应用,因此我们可以结合这两个材料的优点,把LSM和BSCF两种材料进行复合形成核壳结构,将LSM作为壳层,BSCF作为核体,一方面可以避免BSCF与CO2接触,防止碳酸盐的生成,同时还可以弥补BSCF的电子电导率低的缺点,本实验采用固溶包覆法制备以LSM为壳层、BSCF为核体的LSM-BSCF核壳结构复合粉体,研究了具有不同LSM含量的复合粉体的抗CO2毒化性能,并制备了LSM-BSCF复合阴极,研究其电化学性能。本文采用溶胶凝胶法制备了BSCF粉体,通过XRD表明在900 oC烧结2 h,BSCF能够形成纯净的钙钛矿结构,BSCF粉体容易与CO2气体反应生成钡和锶的碳酸盐。通过丝网印刷法制备了BSCF阴极,运用电化学阻抗谱分析BSCF阴极在中低温工作状态的具有较低的极化阻抗值,600°C、650°C、700°C和750°C下分别为0.72、0.25、0.09和0.046Ωcm2,说明其具有较好的电化学性能。本实验采用固溶包覆法制备了具备不同质量比的LSM-BSCF粉体,研究了复合粉体的最佳成相温度,并测试这些粉体的抗CO2毒化能力,在LSM与BSCF的质量比为1:30时,其制备LSM-BSCF粉体具有较好的抗CO2毒化性能,具有较好的长期稳定性。通过扫面电镜和EDS元素面扫分析可以知道LSM颗粒较好地包覆在BSCF颗粒上,极大地减少了BSCF与CO2接触。通过丝网印刷法制备的LSM-BSCF复合阴极极化阻抗值Rp在600°C、650°C、700°C和750°C下分别为7.4、2.1、0.35和0.1Ωcm2,远远大于同等温度下的BSCF阴极的极化阻抗值,这是因为在LSM的含量能够达到防止BSCF颗粒被CO2毒化的同时,LSM层厚度过厚,而LSM在中低温下只具有电子导电性,不具有离子导电性,较厚的LSM壳层使复合阴极的三相界面减小,导致性能降低。
其他文献
目的:鼻咽癌是多发于广东地区的恶性肿瘤,尚缺乏有效的诊断和治疗一体化的方法。目前主要通过鼻咽镜病理活检、磁共振成像等技术手段明确诊断。然而这些诊断方法都存在不同的
Jhdm1d是位于小鼠6号染色体上的编码包含有JmjC结构域的组蛋白去甲基化酶的基因,该结构域包含的氨基酸有940个,2008年,由NCBI将其名称确定为Jhdm1d。Jhdm1d能使H3K9me2和H3K2
资本结构理论是财务金融领域其中一个最重要也是基本的延伸领域,尽管有若干的研究理论和结果与之有冲突,但不可否认资本结构仍是最为成功的研究领域之一。而资本结构的动态调
1.铂价跌回865美元/盎司阻力/支撑线5月份,伦敦市场铂的最高价为878美元/盎司,最低价为853美元/盎司,月平均价为866.71美元/盎司,比4月份的864.55美元/盎司收高2美元。从技术
介绍了指挥信息系统的发展历史以及航母编队的组成、编队原则,从系统体系结构的角度分析了航母编队指挥信息系统的组成,重点对各个分系统进行了探究,并分析了薄弱环节。
以香菇子实体为主要原料,通过制取香菇提取液,然后按可乐加工的常规工艺添加各种可乐基料,配制成香菇可乐。所制出的可乐风味独特、营养丰富,有一定的保健功能。
<正> 经过耗资200多亿美元、历时30多年的研究和开发,反弹道导弹防卫系统的支持者们相信,利用当今的技术条件完全可以在1995年完成部署一种新式武器的计划。这种新式武器叫作
1.国际市场:薄板行情加速探底1.1全球薄板市场总体呈现三大特征:1.1.1市场行情深幅下探进入7月份,全球薄板行情受市场需求疲弱打压进一步深幅下探。以亚洲为例,远东市场薄板