NiO/SDC阳极支撑体上制备La0.8Sr0.2Ga0.85Mg0.15O2.825膜的固体氧化物燃料电池性能

论文摘要

为降低中温固体氧化物燃料电池（SOFC）的工作温度,开发高性能的薄膜化固体氧化物燃料电池,已成为国际上的一种发展趋势。本文在制备NiO/SDC 多孔阳极支撑体的基础上,研究了阳极支撑体上制备La0.8Sr0.2Ga0.85Mg0.15O2.825 膜的SOFC 性能。研究结果表明,NiO/SDC 还原后电导率是还原前的102-103 倍。阳极支撑体上的LSGM膜在1400℃烧结6h 较为致密,800 和850℃时电导率分别为0.113S/cm和0.173S/cm。具有粗颗粒和细颗粒Ni 阳极支撑的LSGM 膜SOFC,在700℃时最大输出功率密度分别达到了177 和61 mW/cm2,而后者在800℃时可达87 mW/cm2。带有SDC 缓冲层的LSGM 膜在800 和850℃时电导率分别达到了0.306 和0.499S/cm。500、550 和600℃时电池的最大输出功率密度分别为17.4、29.9 和31.5mW/cm2,优于相同温度下单层膜电池的性能。

论文目录

• 第一章 前言
• 1.1 燃料电池简介
• [9]'>1.2 燃料电池原理^[9]
• 1.3 SOFC 组件
• 1.3.1 固体电解质
• 2 基电解质'>1.3.1.1 ZrO₂基电解质
• 2 基电解质'>1.3.1.2 CeO₂基电解质
• 1.3.1.3 氧化铋基电解质
• 1.3.1.4 镓酸镧基电解质
• 1.3.2 电极材料
• 1.3.2.1 阳极材料
• 1.3.2.2 阴极材料
• 1.4 固体电解质成膜技术
• 1.5 本文的研究目的和主要工作
• 第二章 Ni/SDC 阳极支撑体性能的研究
• 2.1 引言
• 2.2 样品的制备
• 2.2.1 原料
• 2.2.2 化学样品的配比
• 2.2.3 制备过程
• 2.3 样品的测试和结果分析
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.3.3 NiO/SDC 电导率的测量
• 2.3.4 结果与讨论
• 2.4 小结
• 第三章 悬浮液沉积法制备掺杂镓酸镧电解质膜及其性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 样品的制备
• 3.2.1 原料
• 3.2.2 制备方法
• 3.2.2.1 甘氨酸-硝酸盐法合成纳米原粉
• 3.2.2.2 LSGM 膜的制备
• 3.2.2.3 SOFC 的制备与组装
• 3.2.3 悬浮液沉积法制膜工艺和测试流程图
• 3.3 样品的测试及结果分析
• 3.3.1 X 光测试及结果分析
• 3.3.2 LSGM 膜电导率的测量
• 3.3.3 LSGM 膜的形貌表征
• 3.3.4 LSGM 膜的电池性能
• 3.4 小结
• 第四章 悬浮液沉积法制备带有SDC 缓冲层的掺杂镓酸镧膜及其性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 带有SDC 缓冲层的LSGM 膜的制备
• 4.2.1 原料
• 4.2.2 制备过程
• 4.2.3 悬浮液沉积法制复合膜工艺和测试流程图
• 4.3 样品的测试及结果分析
• 4.3.1 XRD 及结果分析
• 4.3.2 LSGM 双层膜电导率的测量
• 4.3.3 带有SDC 缓冲层的LSGM 膜的形貌表征
• 4.3.4 带有SDC 缓冲层的LSGM 膜电池性能
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师及作者简介