【摘 要】
：
固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种全天候分布式离网发电技术,具有能量转化效率高、使用燃料范围广、不使用贵金属和环境友好等一系列优点。在数据中心、通讯基站、智能家居、大型商场、电动船舶、大型运输车辆、无人机和坑口电站等领域有着广泛的应用前景。阴极极化和欧姆阻抗过高是制约SOFC实用化的关键要素之一。在过去几十年,学术界针对该问题进行了高强度的研究并报道了大量的高性能阴极材料。但目前为止商业化电堆中
【基金项目】
：
感谢国家自然科学基金（Grant Nos.51402127,51474037,51474113）； 中国博士后科学基金（2014M550269,2015T80524）； 江苏省自然科学基金（Grant No.BK20130522）； 江苏大学高级人才基金（Grant No.13JDG0
论文部分内容阅读
固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种全天候分布式离网发电技术,具有能量转化效率高、使用燃料范围广、不使用贵金属和环境友好等一系列优点。在数据中心、通讯基站、智能家居、大型商场、电动船舶、大型运输车辆、无人机和坑口电站等领域有着广泛的应用前景。阴极极化和欧姆阻抗过高是制约SOFC实用化的关键要素之一。在过去几十年,学术界针对该问题进行了高强度的研究并报道了大量的高性能阴极材料。但目前为止商业化电堆中仍然使用传统的阴极材料,如(La0.75Sr0.25)0.95Mn O3±δ[1]和La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3+δ[2]。这主要是因为SOFC阴极的极化和欧姆电阻是阴极材料的非本征参数,除了取决于阴极材料体相理化特性外还与阴极/电解质异质界面微结构和实际工况条件下阴极材料表面微结构密切相关。然而到目前为止,关于阴极材料这方面的研究工作还非常少。我们的前期研究结果表明Sm Ba Co Cu O5+δ（SBCC）是一种非常有吸引力的阴极材料。比如它具有与电解质较好的热匹配性(热膨胀系数15.9×10-6K-1)和较高的氧催化活性（0.078Ωcm~2@750℃）。鉴于此,本论文将以SBCC为研究对象,系统探讨SBCC表界面微结构对其氧催化性能影响机制。本文的主要工作及结果如下:（1）界面微结构对SBCC催化性能的影响:SBCC与常见电解质材料Gd0.1Ce0.9O1.95（GDC）在900℃下具有很好的化学兼容性,但是当温度高于950℃时会发生元素的互扩散,导致SBCC晶粒的烧结长大和晶胞收缩。与此同时会导致GDC晶粒的烧结长大和晶格应变的增加。SBCC与GDC界面的这种互扩散会导致使用EIS技术表征出来的阴极电化学性能与其实际的氧催化活性产生较大的偏差。具体表现为cell950的ASR随着温度的升高从70.191Ω·cm~2（350℃）逐渐降低至0.025Ω·cm~2（800℃）。cell1000其ASR随着温度呈现出先增加（从350℃的0.01Ω·cm~2增加至600℃的0.112Ω·cm~2）后降低（800℃的ASR为0.021Ω·cm~2）的趋势。我们通过cell1000,cell1050,SBCC950/GDC1000/SBCC950和Au/GDC1000/Au等电池EIS数据以及构建物理模型对EIS测试对称电池的过程进行模拟,发现界面扩散导致的GDC产生了部分电子电导是导致这一反常现象的根本原因。（2）表面微结构对SBCC催化性能影响:我们通过分析cell900在700℃空气中烧结0 h和540 h的EIS数据探究了SBCC表面Sm和Ba的偏析程度对其电化学性能的影响。结果表明SBCC表面A位金属阳离子的成分偏析会导致其氧催化性能的下降。如在700℃下cell900-0 h和cell900-540 h的ASR分别为0.549和0.978Ω·cm~2。在540 h的长时间高温烧结过程中SBCC表面金属阳离子的成分偏析会导致其极化阻抗增加约2倍。SBCC单电池测试结果表明其在700℃的最大输出功率约为0.12 W/cm~2。单电池和对称电池的测试结果表明SBCC表面微结构是影响其电化学性能的另一个关键因素。
其他文献
柴油机的颗粒物排放对环境造成了严重污染,危害人体健康。柴油机颗粒的形成受温度、氧浓度和压力等燃烧条件的影响较大,在柴油机实际运行过程中,由于缸内空气运动、喷油贯穿度的变化以及燃烧室尺寸的限制,燃油喷雾撞壁现象不可避免。燃油撞壁改变了缸内近壁面区域燃油所处的环境,影响近壁面区域混合气的形成和燃烧过程,导致碳烟的生成增多。开展柴油近壁燃烧及颗粒物形成研究,分析燃油在近壁面区域的燃烧和颗粒形成过程,为降
近些年来,2.7μm中红外激光器广泛的应用于医学诊断治疗、军事、大气环境监测等领域而越来越受到人们的重视。2.7μm对应于Er3+:~4I11/2→~4I13/2的能级跃迁,由于该能级较窄,易受无辐射跃迁影响。为了实现高效率的发光,必须使用声子能量低的基质,如氟碲酸盐玻璃、碲酸盐玻璃和氟化物玻璃。在这些玻璃中,氟化物基玻璃具有最低的声子能量、最高的红外透过范围和对稀土离子的最大的溶解性,这使得氟化
起重机在如今工业行业中有着举足轻重的地位,为保障起重机安全稳定运行,起重机轨道检测是重中之重。目前传统的轨道检测方式大多是人工进行,效率低、精度差,检测单位承担着极大安全责任。随着工业自动化进程的不断推进,国内外已有研发人员采用机器人检测来取代传统的人工检测。起重机轨道检测机器人在进行轨道高度差检测工作时,由于轨道面的不平整、机器人速度变化等因素影响机器人行走姿态发生左右偏航、倾倒,导致检测工作失
随着先进制造技术的飞速发展,航空航天系统对过滤器的品质、重量和性价比有了更高的要求。目前,振镜式的激光设备被广泛应用于精密金属滤网的微孔加工,但激光加工所带来的热变形、熔渣粘附等缺陷对滤网微孔的精度和一致性都会造成严重影响。本课题通过激光直接加工、溶液辅助激光加工和电解反应辅助激光加工的大量试验结果的对比和分析,提出背面电解辅助激光钻孔的特种加工工艺,用于海量微孔油滤网的加工。研究内容包括以下几个
当汽车高速行驶时,气动噪声对驾驶室内的影响超过了其他噪声,成为主要的噪声源,而A柱-后视镜区域是前侧窗处气动噪声的主要产生部位。后视镜是凸出于汽车外表面的钝体结构,其造型特征对气动噪声的影响较大。目前,国内外研究机构对后视镜气动噪声的研究取得了一些成果,但国内外主要是使用类后视镜-平板模型研究后视镜的基本造型因素对气动噪声的影响,而基于真实后视镜造型因素的研究并不多。因此,本课题从真实后视镜模型入
随着我国人民生活水平的日益提高,畜牧产品日益增加的需求同落后的生产供应间的矛盾逐步凸显。饲料作为畜牧产业的基础原料,其生产质量对能否产出优质产品具有关键影响。然而受传统筛分机械单自由度筛分限制,饲料颗粒筛分效率较低,如何设计一种高效的饲料筛分机械成为该领域的一大难题。为提高传统单自由度饲料筛分机的筛分效率,本文提出一种新型弱耦合2-PRRU+PRR型并联饲料筛分机,并就该机构的运动学及筛分特性展开
中高层大气（约30-300km）是研究大气科学和环境气候变化的重要参量,是用来表征大气动力学特性的重要参数之一,也是影响大气热学结构、动力学特性、物质与能量分布的重要因素之一。多普勒差分干涉光谱技术基于多普勒效应（Doppler effect）,是一种新型的被动光学遥感探测技术,具有高通量、高相位灵敏度、无动件的特点。基于卫星平台的近红外多普勒差分干涉仪以氧分子为目标源实现全球尺度中间层和低热层的
主动式相变蓄能墙体可实现用电量削峰填谷、建筑节能和提升室内热舒适性而备受关注。为解决现有相变蓄能墙体中相变材料泄露、封装成本高和供冷暖一体化难以实现等问题,本文提出一种套管式供冷暖一体化相变蓄能墙体,模拟研究相变材料物性、相变层布置方式、套管结构参数等因素对其蓄释能特性的影响,同时制作出套管式供冷暖一体化相变蓄能墙体试验模型,在气候室试验研究其蓄释能特性。主要工作及成果如下:（1）选用空气源热泵和
现代农业工程中的设施园艺作为高效益的集约化生产方式,在世界各国受到了广泛重视,尤其在我国得到了快速发展。基质栽培是设施园艺生产主要方式之一。栽培土壤、基质pH在线检测是实现栽培自动化智能化基础和关键之一。本文针对pH传感器表面及周围水溶液不足,难以在工作电极表面集聚形成足够的氢离子溶液,进而影响pH在线检测准确性的问题,综合国内外集水仿生表面研究现状,通过理论分析、微观模拟分析和试验研究相结合的方
鉴于航空发动机压气机叶片中表面形貌控制难题,本文提出了激光冲击波“碾压”技术（Laser shock wave planishing,LSWP）。该技术源于激光冲击技术,在吸收层和工件之间添加了一层高强度、高弹性接触膜,接触膜的光滑底面紧密贴合在工件表层。在高压冲击波作用下,工件表层的微峰谷被接触膜碾平且伴随塑性变形的发生,从而实现光整和强化于一体的效果。本文以LY2硬铝合金为研究对象,探究了LS