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阳极支撑型固体氧化物燃料电池的研制

详细介绍了使用流延法及丝网印刷法制备阳极支撑型中温SOFC单电池的工艺过程 ;采用固相反应法制备出Gd2 O3 掺杂CeO2(GDC) ,采用流延法制备阳极 ,采用丝网印刷法制备  (本文共5页) 阅读全文>>

中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)
中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)

ScSZ电解质及其在IT-SOFCs中的应用

阳极支撑型固体氧化物燃料电池(SOFCs)是中温(800℃以下)SOFCs的主要类型之一,而阴极极化电阻是限制电池中温性能的关键因素。因此,改善阴极/电解质界面结构,开发高性能复合阴极是目前中温SOFCs的研究热点。Sc_2O_3稳定的ZrO_2(ScSZ)在ZrO_2类电解质中氧离子电导率最高,但由于相结构复杂、烧结活性差等原因,在SOFCs中应用较少。本文首先筛选了ScSZ电解质,并将其用于中温SOFCs中,设计新型阴极/电解质界面结构;制备新型复合阴极,提高了电池性能。论文首先系统研究了CeO_2掺杂的ScSZ电解质的相结构和电性能。尽管ScSZ的电导率随CeO_2含量增加而降低,但引入CeO_2可以将ScSZ电解质的高温立方结构稳定到室温,并有助于消除晶界杂质,降低晶界阻抗。论文制备了阳极支撑型ScSZ薄膜SOFC,电解质隔膜不致密,在800℃电池开路电位为1.0 V,最大输出功率密度达到1.07 W/cm2。在成型过程...  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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氧化钐稳定氧化铈电解质材料的制备及在阳极支撑型SOFCs中的应用

传统的固体氧化物燃料电池由于工作温度较高(1000℃),在实际应用中存在诸多问题。例如,电池本身的使用寿命较短、连接材料和密封材料的可选择范围小等,这些问题直接导致其制造成本高和热循环可靠性低的结果。使用新材料新工艺降低燃料电池的工作温度,将从根本上解决这些问题。另一方面,将单电池尺寸扩大化可以有效提高电堆输出功率和降低制造成本,更符合商业化要求。在本文中,使用立方萤石结构Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)作为低温固体氧化物燃料电池的电解质材料,并详细讨论了其电化学性能。采用不同的方法制备出三种具有不同微观形貌的SDC粉体,其中草酸盐共沉淀法制备的SDC粉体颗粒呈现棒状结构,平均长度小于5μm横截面直径小于1μm;使用碳酸钠为沉淀剂制备的SDC粉体颗粒为均匀的球状颗粒,平均直径在100nm左右;通过甘氨酸燃烧法制得的SDC粉体呈现出蓬松的海面网状结构。经测试,三者的电导率相近,电导活化能分别为0.69eV、...  (本文共105页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
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低成本阳极支撑型膜电解质固体氧化物燃料电池的研究

固体氧化物燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,具有能量转化效率高、环境友好及燃料选择范围广的优点,是21世纪各国竞相发展的一种新型绿色能源,越来越受到研究者们的重视。降低工作温度,开发中低温SOFC已成为当前SOFC商业化发展的必然趋势。阳极支撑型电解质膜电池是近年来中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)研究的热点之一。减小电解质膜的厚度,制备膜电解质阳极支撑型固体氧化物燃料电池是降低电池工作温度(600~800℃)、降低电池制作成本、保持电池输出性能、延长电池寿命的有效方法之一。因此,开发低成本高效率的阳极支撑型固体氧化物燃料电池制备工艺是固体氧化物燃料电池产业化和商业化的重要途径。本论文首先开发了料浆喷涂法制备阳极支撑型电解质膜工艺。在多孔NiO-YSZ阳极支撑体上采用料浆喷涂法成功制备了YSZ电解质膜,研究了YSZ喷涂料浆的制备,探讨了料浆喷涂法的工艺技术,总结了料浆喷涂法的方法和技巧,并对电池的电化学性能进行了...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
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中空纤维固体氧化物燃料电池的研究

固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)是一种可以将化学燃料中的化学能直接、环保和高效地转化成电能的装置。外径在毫米级别的微管式固体氧化物燃料电池具有低的运行温度,优异的抗热循环性能,快速启动能力和更高的体积功率密度。到目前为止,制备微管式固体氧化物燃料电池的主要方法有等静压法、挤出成型法和离心浇铸法等。相转化/纺丝最近被用于制备中空纤维固体氧化物燃料电池(Hollow fibersolid oxide fuel cell,HF-SOFC),它可以更快地制备并且可以更好地控制微观结构。本论文利用相转化/纺丝/共烧结工艺和浸涂、刷涂等方法制备出直型电解质支撑HF-SOFCNiO-YSZ/YSZ/YSZ-LSM/LSM,直型阳极支撑HF-SOFC NiO-YSZ/YSZ/PLNCG,直型阳极支撑HF-SOFC NiO-GDC/GDC/PLNCG,U型阳极支撑HF-SOFC NiO-YSZ/YSZ/Y...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
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水系浆料在注浆成型制备固体氧化物燃料电池中的应用

固体氧化物燃料电池(SOFC)是陶瓷三合一部件,降低部件成型的成本和提高成品率可以加速SOFC商业化进程。相对于干法成型,湿法成型混合更为均匀,被广泛用于陶瓷成型中。湿法成型的主要步骤为:粉末合成,浆料制备,固化成型,烧结。其中稳定浆料的制备最为关键。本文根据胶体化学理论,从研究不同分散剂对NiO和YSZ表面电荷的影响入手,探讨了稳定浆料的原理和制备问题,发现采用的阴离子分散剂和两性分散剂使NiO和YSZ表面电荷相反,因此在水中相互吸引而絮凝,当选择阳离子分散剂时,NiO和YSZ表面电荷都为正,因此稳定分散。制备出以聚二烯二甲基氯化铵分散NiO和YSZ,聚乙烯吡咯烷酮分散石墨的稳定阳极水系浆料,而后注浆得到阳极生坯,从而解决了注浆成型制备阳极的技术难题。采用的氧化镍为甘氨酸-硝酸盐法制备,制备出阴极面积为0.42cm2的阳极支撑型单电池。在30ml/min的氢气下,800C时开路电压为1.02V,最大功率密度为509mW cm-...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>