简论电导Ba_(1-x)（M）_xCo_(0.9-y)Fe_yNb_(0.1)O_(3-δ)材料性能及电化学运用

论文导读：1.6探讨作用28-291.7探讨内容与革新之处291.8论文章节分布29-312混合电导钙钛矿材料设计及论述探讨31-412.1前言31-322.2钙钛矿结构材料选择设计32-382.2.1材料的结构稳定性32-332.2.2材料的化学稳定性33-342.2.3材料的导电性34-352.2.4材料的离子电导率35-382.3钙钛矿结构材料性能解释38-392.

3.1La_(1-x)Sr_xMn

摘要：钙钛矿型混合导体是一类同时具有电子和离子导电性能的材料,可以广泛运用于透氧膜(OTM)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及固体氧化物电解池(SOEC),以而引起了化学、材料及物理等领域的科研工作者的广泛关注。本论文在材料选择与设计基础上,以合成历程-性能浅析-实际运用出发,首先采取固相合成策略制备了Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ混合电导钙钛矿材料,然后系统评价了Ba缺位及Fe掺杂浓度对Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ(x=0-0.15, y=0-0.9)材料热膨胀系数、电化学性能的影响。同时评价了Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ(BCF0.4N)及Ba0.9Co0.7Fe0.2Nb0.1O3.δ(B0.9CFN)与中温电解质材料La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O3-δ的化学相容性。在此基础上首次探讨了具有p型半导体导电性质的BCF0.4N作为SOEC氧电极的运用可行性及高钴、高活性的B0.9CFN运用于SOFC阴极及OTM的长期稳定性。最后,通过原位还原混合电导钙钛矿材料Pr0.4Sr0.6CQ0.2Fe0.7Nb0.1O3-δ,开发了新型微纳结构的陶瓷合金复合阳极材料。该复合阳极材料具有很好的抗硫耐积碳性能及氧化还原循环稳定性。综上,通过本论文探讨为混合电导材料工业化运用奠定了坚实基础。关键词：混合电导论文钙钛矿论文固体氧化物燃料电池论文阴极论文阳极论文
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Abstract6-7
详细摘要7-9
Detailed Abstract9-15
1 引言15-31

1.1 混合电导材料15-16

1.2 钙钛矿材料结构16-17

1.3 钙钛矿材料性质17

1.4 运用背景17-26

1.4.1 固体氧化物燃料电池18-21

1.4.2 固体氧化物燃料电解池21-23

1.4.3 透氧膜23-25

1.4.4 其它25-26

1.5 材料探讨近况26-28

1.5.1 Co基系列26

1.5.2 Fe基系列26

1.5.3 Co-Fe基系列26-27

1.5.4 其它Cr、Mn、Ti基系列27-28

1.5.5 层状钙钛矿28

1.6 探讨作用28-29

1.7 探讨内容与革新之处29

1.8 论文章节分布29-31

2 混合电导钙钛矿材料设计及论述探讨31-41

2.1 前言31-32

2.2 钙钛矿结构材料选择设计32-38

2.1 材料的结构稳定性32-33

2.2 材料的化学稳定性33-34

2.3 材料的导电性34-35

2.4 材料的离子电导率35-38

2.3 钙钛矿结构材料性能解释38-39

2.3.1 La_(1-x)Sr_xMn(Cr)O_3材料系统38

2.3.2 La_(1-x_Sr_xCo(Fe)O_(3-δ)材料系统38

2.3.3 Ba(Sr)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)材料系统38

2.3.4 Ba(Pr,Sr)Co_(0.7)Fe_(0.2)Nb(Zr,Ta)_(0.1)O_(3-δ)材料系统38-39

2.4 本章小结39-41

3 BaCo_(0.7 )Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3 -δ)合成工艺及机理探讨41-51

3.1 前言41-42

3.2 实验历程42-43

3.

2.1 样品制备42

3.

2.2 表征42-43

3.3 结果与讨论43-50

3.1 合成历程43-45

3.2 电导率45-48

3.3 电化学性能48-50

3.4 本章小结50-51

4 Ba_(1-x)Co_(0.9-y)Fe_yNb_(0.1)O_(3-δ)(x=0-0.15,y=0-0.9)结构与性能探讨51-59

4.1 前言51-52

4.2 实验历程52

4.

2.1 样品制备52

4.

2.2 表征52

4.3 结果与讨论52-57
4.

3.1 物相结构浅析52-53

4.

3.2 容忍因子计算53-54

4.

3.3 热膨胀性能54-55

4.

3.4 电导率55-56

4.

3.5 电化学性能56-57

4.4 本章小结57-59
5 Ba_(0.9 )Co_(0.7)Fe_(0.2)Nb_论文导读：δ)的新型耐硫、抗积碳、可再生阳极材料探讨85-978.1引言85-868.2实验策略86-878.2.1制备历程868.2.2表征86-878.2.3单电池测试878.3结果与讨论87-958.3.1物相浅析87-888.3.2化学相容性浅析888.3.3微观结构浅析88-908.3.4电导率测试908.3.5阻抗浅析90-918.3.6单电池性能91-948.3.7抗硫耐积碳稳定性94-958.3.8循
(0.1)O_(3-δ)在透氧膜中的运用探讨59-67

5.1 前言59-60

5.2 实验历程60-61

5.

2.1 样品制备60

5.

2.2 样品表征60

5.

2.3 测试装置60-61

5.3 结果与讨论61-65
5.

3.1 物相浅析61

5.

3.2 O_2-TPD浅析61-62

5.

3.3 微观形貌浅析62

5.

3.4 透氧量浅析62-63

5.

3.5 稳定性63-64

5.

3.6 多孔支撑层的探讨64-65

5.4 本章小结65-67
6 Ba_(0.9 )Co_(0.5)Fe_(0.4)Nb_(0.1)O_(3-δ)运用于固体氧化物电解池氧电极67-77

6.1 引言67-68

6.2 实验策略68-69

6.

2.1 样品制备68

6.

2.2 表征68

6.

2.3 电化学测试68-69

6.3 结果与讨论69-75
6.

3.1 物相浅析69-70

6.

3.2 微观结构浅析70

6.

3.3 阻抗浅析70-72

6.

3.4 电解性能浅析72-73

6.

3.5 电解稳定性浅析73-74

6.

3.6 氢气产量计算74-75

6.4 本章小结75-77
7 Ba_(0.9 )CO_(0.7 )Fe_(0.2)Nb_(0.1)0_(3-δ)与Ba_(0.9 )Co_(0.5)Fe_(0.4)Nb_(0.1)0_(3-δ)运用于SOFC阴极77-85

7.1 前言77-78

7.2 实验历程78-79

7.

2.1 样品制备78

7.

2.2 表征78

7.

2.3 测试装置78-79

7.3 结果与讨论79-84
7.

3.1 相容性与微观形貌浅析79-80

7.

3.2 阻抗浅析80-82

7.

3.3 单电池性能82-83

7.

3.4 稳定性83-84

7.4 本章小结84-85
8 基于Ba_(0.9 )Co_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ)的新型耐硫、抗积碳、可再生阳极材料探讨85-97
8.1 引言85-86
8.2 实验策略86-87
8.

2.1 制备历程86

8.

2.2 表征86-87

8.

2.3 单电池测试87

8.3 结果与讨论87-95
8.

3.1 物相浅析87-88

8.

3.2 化学相容性浅析88

8.

3.3 微观结构浅析88-90

8.

3.4 电导率测试90

8.

3.5 阻抗浅析90-91

8.

3.6 单电池性能91-94

8.

3.7 抗硫耐积碳稳定性94-95

8.

3.8 循环稳定性95

8.4 本章小结95-97
9 结论与展望97-99
9.1 结论97-98
9.2 展望98-99
参考文献99-111
附录1 实验原料来源及纯度111-113
附录2 离子有效半径表113-115
附录3 术语缩写115-117
附录4 符号说明117-119
致谢119-121
作者介绍121-122
在学期间参加科研项目122