【摘 要】
:
固体氧化物燃料电池(SOFCs)因具有环保、高效等优点而备受关注。中低温化是其主要发展趋势。但是,随着工作温度的降低,阴极的极化阻抗急剧增大,导致电池性能下降。钙钛矿型无钴氧化物BiFeO3(BFO)具有热稳定性高、化学稳定性高、热膨胀系数低、无毒等优点,因而被视为中低温SOFCs阴极的重要候选材料。但其性能低于钴基阴极材料。本论文拟通过纳米纤维形貌构筑、元素掺杂、表面改性等方法,提高BFO阴极的
论文部分内容阅读
固体氧化物燃料电池(SOFCs)因具有环保、高效等优点而备受关注。中低温化是其主要发展趋势。但是,随着工作温度的降低,阴极的极化阻抗急剧增大,导致电池性能下降。钙钛矿型无钴氧化物BiFeO3(BFO)具有热稳定性高、化学稳定性高、热膨胀系数低、无毒等优点,因而被视为中低温SOFCs阴极的重要候选材料。但其性能低于钴基阴极材料。本论文拟通过纳米纤维形貌构筑、元素掺杂、表面改性等方法,提高BFO阴极的催化活性。主要研究内容与结果如下:(1)采用静电纺丝法制备了Bi0.8M0.2FeO3-δ(BMFO,M=Mg、Ca、Sr)纳米纤维,研究了其电化学性能。结果表明,通过A位掺杂Ca或Sr元素能有效降低BFO的极化阻抗Rp,而Mg元素的掺杂会导致Rp增大。其中,Sr掺杂最有利于阴极极化阻抗的降低。在700℃时,Bi0.8Sr0.2FeO3-δ的Rp为0.084Ω·cm2,仅为未掺杂同类阴极的17%(0.496Ω·cm2),表现出良好的电化学性能。所制备的Ni O-SDC|SDC|Bi0.8Sr0.2FeO3-δ阳极支撑单电池,在700℃时的最大功率密度(Pmax)可达583.16mW·cm-2。600℃下测试50h性能基本未衰减(0.7V左右),具有良好的长期稳定性。(2)选择Sr掺杂BFO为研究对象,采用静电纺丝法制备了不同Sr掺杂比例的Bi1-xSrxFeO3-δ(BSFO,x=0.1、0.2、0.3、0.4)纳米纤维阴极。结果表明,当Sr掺杂比例x=0.3时,BSFO纳米纤维具有最低的Rp(650℃,0.137Ω·cm2;700℃,0.061Ω·cm2),仅为同组分纳米粉体(650℃,0.771Ω·cm2;700℃,0.282Ω·cm2)的20%左右。Ni O-SDC|SDC|BSFO(x=0.3)单电池在700℃时的Pmax可达663.81m W·cm-2。此外,600℃下测试50h电压基本稳定在0.75V左右,具有良好的长期稳定性。(3)选择Bi0.7Sr0.3FeO3-δ为研究对象,通过浸渍快烧工艺制备了BSFO-Ag复合纳米纤维阴极。结果表明,BSFO-Ag复合阴极显著降低了阴极的极化阻抗。当测试温度小于等于650℃时,Rp随着浸渍次数的增加而降低;当测试温度在650℃以上时,随浸渍次数的增加,Rp先减小后增大,当浸渍次数为5次时,Rp值达到最小(700℃,0.039Ω·cm2),是未浸渍BSFO阴极的64%。NiO-SDC|SDC|BSFO-Ag单电池在700℃时的Pmax可达766.24mW·cm-2,Rp为0.06Ω·cm2。此外,在600℃时测试50h电压基本稳定在0.75V左右,具有良好的长期稳定性。
其他文献
单目序列图像三维重建是指根据图像包含的二维信息恢复物体三维信息的技术。基于单目序列图像进行三维重建具有快速、便捷、逼真的优点,能够得到物体高质量的数字化表示。目前单目序列图像三维重建技术已经应用于机器人导航,全景建筑,航空规划,虚拟现实,增强现实,城市建模,无人驾驶等领域。单目序列图像的三维重建方法虽然得到了比较广泛的研究,但是还存在重建精度不高,重建耗时长的问题,针对这些问题,本文深入研究了单目
高温合金GH4169和钛合金TC17具有优良的物理和力学性能,是航空领域普遍使用的两种高性能材料,是制造航空发动机承力动部件的关键材料,其零部件的加工表面质量和服役寿命也一直是国内外研究的热点。本文立足于GH4169和TC17试件的抗疲劳制造技术,通过开展表面完整性试验和疲劳寿命试验,研究了在球头铣削精加工中加工参数对表面完整性以及表面完整性对试件疲劳性能的影响规律,为改善高温合金和钛合金零部件的
电力市场效率研究是电力市场建设的核心问题,可以有效反映市场交易的公平性、市场机制的适应性和社会福利的实现效果。有效的市场竞争能够促进市场效率提升,增加市场交易的流动性。因此,以新一轮电力体制改革中市场主体角色的转变为切入点,从主体参与市场交易行为揭示其对市场效率的影响,以期提出充分衡量并促进市场效率的提升方法。首先,将分析电力市场效率评估的意义和目的,提炼电力市场主体参与市场交易行为对市场效率的主
近几年,随着高精度、高分辨率的激光雷达的生产研发和普遍使用,三维激光点云在医疗、农业、无人驾驶、地质勘探、文物保护等多个社会领域中日益得到了越来越广泛的应用。除了物体的空间坐标信息,三维激光点云还可以包含物体的反射强度信息、拓扑结构信息等,因此,与图像相比较,三维激光点云能够更加直观的在细节上表示物体的特征,能够满足多种不同的应用场景的需求。如何基于三维点云数据正确的表示空间物体的物理模型,实现由
当前,面对全球环境污染问题,能源危机问题,探索和制备可再生清洁能源成为人们的广泛共识。生物柴油作为生物燃料,是可持续能源,可以与石油和柴油混合使用的液体环保燃料,能够替代传统的化石燃料。生物柴油是一种由长链羧酸所组成的烷基酯,能够生物降解,对环境友好,能够充分保障未来的能源需求和减缓气候危机。中国的大豆消费市场是世界最大,所以每年都会产生大量的豆渣,但豆渣的利用率很低,因此从豆渣中提取油脂作为原料
与传统的Haber–Bosch工艺相比,电催化合成氨是一种更加环保、节能的合成氨方法。但电催化合成氨的产率和法拉第效率太低,这主要是由于缺乏高质子电导率的电解质材料和具有高催化性能的阴极催化剂。本论文通过溶胶凝胶法合成了Tb掺杂的A位缺位的质子导体Ba0.95Ce0.7-xTbxY0.2Zr0.1O3-δ(BCTYZ,x=0.05,0.10,0.15)和Ba Co0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1
近年来,以多重响应性分子为构筑单元实现定向组装,从而制备具有预期性质的功能型材料已成为现代科研的前沿领域。其中,带相反电荷的表面活性剂和染料分子可通过离子自组装(Ionic Self-Assembly,ISA)构筑超分子组装体,这一方法具备简便性、可靠性和灵活性的优势,在设计功能型光电材料的领域中具备重要价值。本文中,我们合成了二茂铁类阳离子表面活性剂溴化N,N-二甲基二茂铁基十六烷基甲铵盐(16
变道过程需要驾驶员同时观察原车道与目标车道邻近汽车的运动状态,做出判断后同时对变道车实施纵向控制和横向控制。一旦驾驶员对变道过程中的危险估计不足,便有可能与邻近汽车发生交通冲突。研究变道状态下汽车的危险态势辨识方法有助于帮助驾驶员快速准确判断变道危险态势,辅助驾驶员采取正确的变道操作。本文基于NGSIM数据分析了汽车变道初始阶段发生显著变化的特征,运用连续的运动时间窗思想,基于支持向量机建立了驾驶
白炭黑(SiO2·nH2O)作为一种环保、性能优异的助剂,被广泛应用于多个领域。作农药、高效喷施肥料中的载体或稀释剂,作饲料的添加剂,作橡胶的补强剂。得益于农药行业、饲料产业、轮胎制造业等领域的快速发展,中国对白炭黑供给已占据亚洲白炭黑市场的40%。如何将白炭黑干燥自动化水平进行提升来满足农业等多个领域的迫切需求,这对推动我国农药载体改善、饲料升级、深化技术升级、推进农药产业和畜牧业发展方面具有现
作为电力运输中的主要设备,交联聚乙烯电缆(Cross Linked Polyethylene,XLPE)的绝缘性能决定了电力系统的安全性与可靠性,其绝缘性能的下降会直接威胁到整个系统的稳定。传统的电缆故障监测多为离线监测,无法对其绝缘状况进行实时评估,及时发现潜在的绝缘故障。因此,对运行中的电缆进行局部放电在线监测和识别,及时发现绝缘隐患,对保证电力系统的稳定运行具有重大意义。本文基于对几种常用在