不同阳极支撑体上钐掺杂氧化铈电解质膜的制备与性能

论文摘要

本文以不同方法合成的SDC 粉体为原料,用胶体沉积法在不同阳极支撑体上制备出SDC 电解质单层膜和SDC-YSZ 双层电解质膜,并对其性能进行了研究。研究结果表明,随烧结温度的升高,SDC 电解质膜的致密化增强,但未达到完全致密化程度。比较而言,1500oC 烧结的SDC电解质膜具有较高的致密性。NiO-YSZ 和NiO-SDC 阳极支撑体上所制备的SDC 膜中,混合粉末所获得的SDC 膜具有较高的电导率。不同的阳极支撑体对SDC 电解质膜的电性能有很大影响。NiO-SDC 阳极支撑上制备SDC 电解质膜的电导率（σ800oC =6.69 ×10-2S/cm）高于NiO-YSZ 阳极支撑上SDC 膜的电导率（σ800oC =1.51 ×10-2S/cm）。因此对于中温电解质材料SDC,NiO-SDC 做阳极支撑体更为适合。由于SDC 和YSZ 两层电解质膜间结合较差,因此尚需改进双层膜的制备工艺和方法,以便获得好的电池性能。

论文目录

• 第一章前言
• 1.1 固体氧化物燃料电池简介
• 1.1.1 固体氧化物燃料电池的构成及工作原理[2]
• 1.1.2 SOFC 的结构类型及其特点
• 1.2 SOFC 电解质材料
• 1.2.1 萤石结构固体电解质
• 2 基固溶体电解质'>1.2.1.1 ZrO₂基固溶体电解质
• 2 基固溶体电解质'>1.2.1.2 CeO₂基固溶体电解质
• 2O₃ 基固体电解质'>1.2.1.3 Bi₂O₃基固体电解质
• 1.2.2 钙钛矿结构固体电解质
• 1.3 平板型SOFC 电解质膜的制备技术
• 1.4 本文研究目的
• 第二章 NiO-YSZ 基体上制备SDC 电解质膜与性能研究
• 2.1 引言
• 2 基复合氧化物电解质的制备'>2.1.1 CeO₂基复合氧化物电解质的制备
• 2.2 样品的制备
• 2.2.1 阳极支撑体的制备
• 2.2.2 a 固相法制备SDC 电解质材料
• 2.2.2 b甘氨酸-硝酸盐法制备SDC 电解质材料
• 2.2.3 SDC 电解质膜的制备
• 2.2.4 阴极的制备
• 2.3 样品的表征
• 2.3.1 SDC 电解质材料的XRD
• 2.3.2 SDC 电解质膜的微结构
• 2.3.3 SDC 电解质膜的电学性能
• 2.3.4 SDC 电解质膜的SOFC 性能
• 2.4 本章小结
• 第三章 NiO-YSZ 基体上制备YSZ/SDC 双层电解质膜与性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 样品的制备
• 3.2.1 阳极支撑体的制备
• 3.2.2 YSZ/SDC 双层电解质膜的制备
• 3.3 样品的表征
• 3.3.1 SDC 电解质膜的微结构
• 3.3.2 SDC 电解质膜的电学性能
• 3.4 本章小结
• 第四章 NiO-SDC 基体上制备SDC 电解质膜与性能研究
• 4.1 引言
• 4.1.1 NiO-SDC 阳极材料
• 4.2 样品的制备
• 4.2.1 阳极支撑体的制备
• 4.2.2 SDC 电解质材料的制备
• 4.2.3 SDC 电解质膜的制备
• 4.2.4 阴极的制备
• 4.3 样品的表征
• 4.3.1 SDC 电解质膜的微结构
• 4.3.2 SDC 电解质膜的电学性能
• 4.3.3 SDC 电解质膜的SOFC 性能
• 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
• 导师及作者简历