固体氧化物燃料电池阳极材料Ni-SDC和Cu-SDC的制备及性能研究

论文摘要

本文通过对中温固体氧化物燃料电池（IT-SOFC）阳极材料Ni-SDC和Cu-SDC的合成和电化学性能的测试,研究了微结构及材料组分对阳极性能的影响。利用溶胶-凝胶（Sol-Gel）法合成了NiO,SDC阳极材料。分别在400℃,600℃,800℃预烧结,再用机械混合法按照质量比NiO:SDC=65:35制备了Ni-SDC复合阳极,测量并比较了样品的电化学性能。结果表明,用在400℃预烧的粉末制备的复合阳极,由于晶粒尺寸较小,促进了粒子间的接触,增加了三相界面,电化学性能最好。600℃时,电导率为4155Scm-1。电流密度为1.5Acm-2时,复合阳极过电位是0.12V。利用甘氨酸-硝酸盐（GNP）法按质量比Cu:SDC=0.5:0.5,Cu:CeO2:SDC=0.4:0.1:0.5制备了Cu-SDC,Cu-CeO2-SDC复合阳极,测试并比较了样品的电化学性能。结果表明在Cu-SDC阳极中加入CeO2,电极过电位下降,电池输出功率提高。在此基础上按质量比Cu:Ni :CeO2:SDC=0.2:0.2:0.1:0.5,Cu:Co :CeO2:SDC=0.2:0.2:0.1:0.5制备了Cu-Ni -CeO2-SDC,Cu-Co-CeO2-SDC复合阳极并对其电化学性能进行了测试,结果表明在Cu基阳极中加入一种具有高催化活性的金属镍或钴,阳极表现了很好的催化活性,提高了电池的电化学性能。

论文目录

• 提要
• 第一章 引言
• 1.1 燃料电池简介
• 1.2 固体氧化物燃料电池工作原理及特点
• 1.3 固体氧化物燃料电池的组件及性能要求
• 1.4 本文的主要工作和研究目的
• 第二章 样品的制备方法及测试手段
• 2.1 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.3 测试手段和表征方法
• 第三章 微结构对NI-SDC阳极性能影响的研究
• 3.1 引言
• 3.2 阳极材料的合成及电极的制备
• 3.3 物性测试及性能研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 CU基阳极材料的制备及性能研究
• 4.1 引言
• 2-SDC阳极材料的制备及性能研究'>4.2 CU－SDC ，CU－CEO₂-SDC阳极材料的制备及性能研究
• 2-SDC阳极材料的制备及性能研究'>4.3 CU-NI-CE02-SDC，CU-CO-CEO₂-SDC阳极材料的制备及性能研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢