论文题目: Sm0.5Sr0.5CoO3/La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3阴极体系的制备、优化与氧还原机理研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 物理化学
作者: 钟昊
导师: 王世忠
关键词: 固体氧化物燃料电池,阴极,氧还原,夹层,机理
文献来源: 厦门大学
发表年度: 2005
论文摘要: Sm0.5Sr0.5CoO3(SSC)锶掺杂的钴酸钐是最近报道的一种应用于中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的高性能阴极材料,负载于镓酸镧电解质上的SSC电极性能的优化以及电极上进行的氧还原反应机制的揭示是目前ITSOFC研究的重要课题。本文使用SEM、XRD、EDAX等分析技术及交流阻抗、极化等电化学研究手段,对负载于掺杂的镓酸镧电解质上的SSC阴极进行了系统研究,优化了电极组成及电极体系结构,同时对SSC电极上的氧还原反应机理进行了系统分析。利用在SSC电极中掺入La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3(LSGMC5)电解质粉末的方法,改善了SSC阴极在LSGMC5电解质片上的烧结性能,提高了电极活性与稳定性。实验发现,LSGMC5粉末的焙烧温度及其在复合电极中的含量对电极性能的影响显著,当在SSC中掺入15wt%、1473K焙烧的LSGMC5粉末时,复合电极表现出了良好的电化学活性及稳定性。首次通过在SSC-LSGMC5(15%wt)阴极与LSGMC5电解质之间添加LSGMC5电解质材料夹层的方法,改善了电极/电解质界面的微观结构,显著提高了电极性能。结果显示:夹层的加入使得电极/夹层界面取代电极/电解质界面成为反应的关键活性区域,增加了气相/电极/电解质三相界面长度以及电极/电解质两相界面的面积,导致负载在致密夹层上的SSC-LSGMC5阴极的氧还原活性远高于没有夹层的样品,在973K、纯氧条件下,夹层(1673K焙烧)的引入使电极极化电阻由0.38Ω·cm2减小至0.12Ω·cm2,1 A/cm2电流密度下的极化过电位由0.23 V减小至0.10 V。该结果揭示了电极/电解质界面对电极性能的显著影响,并提供了一种具有一定创新性的电极优化技术。建立了SSC-LSGMC5复合阴极的氧还原反应模型。SSC-LSGMC复合电极的氧还原反应包含两个互相竞争的电极反应过程:三相界过程及电极表面反应
论文目录:
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英文摘要
第一章 前言
1.1 SOFC 的特点
1.2 SOFC 的工作原理
1.3 电解质及阴极材料
1.3.1 电解质
1.3.2 阴极
1.4 氧的阴极还原动力学
1.4.1 Pt 阴极
1.4.2 LSM 阴极
1.4.3 高混合电导率阴极(MIEC)
1.5 电化学研究方法
1.5.1 测试技术
1.5.2 测试体系
1.6 目的与设想
参考文献
第二章 实验部分
2.1 电解质和电极材料的制备
2.1.1 电解质的制备
2.1.2 电极的制备
2.1.3 电解质夹层的制备
2.1.4 三合一组件的制备
2.2 电极测试系统
2.3 表征方法及实验条件
2.3.1 物相及结构表征
2.3.2 电化学测试
参考文献
第三章Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3-La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.8)Mg_(0.15)Co_(0.05)O_3复合阴极的制备和电化学表征
3.1 焙烧温度的影响
3.2 含量的影响
3.3 氧还原机理分析
3.4 本章小结
参考文献
第四章添加电解质夹层对SSC 复合阴极氧还原性能的改进
4.1 固相法制备电解质夹层
4.1.1 夹层焙烧温度的影响
4.1.2 电极焙烧温度的影响
4.1.3 夹层粉体焙烧温度的影响
4.2 柠檬酸法制备电解质夹层
4.2.1 夹层焙烧温度的影响
4.2.2 电极焙烧温度的影响
4.3 氧还原机理分析
4.3.1 固相法夹层
4.3.2 柠檬酸法夹层
4.3.3 氧还原机理模型
4.4 本章小结
参考文献
第五章 添加贵金属改善电极性能
5.1 含 Pt 电极
5.2 含 Pd 电极
5.2.1 物相分析
5.2.2 负载量的影响
5.2.3 焙烧温度的影响
5.2.4 氧还原动力学分析
5.3 本章小结
参考文献
结论
攻读硕士期间发表的论文
致谢
发布时间: 2006-12-11
参考文献
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- [6].镍钴铝LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料的制备改性研究[D]. 张皓宇.福州大学2017
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