研讨层状LaBaCuCo（Fe）O_(5+δ)基层状钙钛矿中温固体氧化物燃料电池阴极材料性能站

论文导读：F0.50的电导率分别为101163Scm~(-1)和130208Scm~(-1)。700oC时LBSCuF0.25和LBSCuF0.50阴极在SDC电解质上的极化电阻分别为0.193cm~2和0.173cm~2。800oC时从LBSCuF0.25和LBSCuF0.50为阴极的单电池的最大功率密度分别达到了614和661mWcm~(-2)。综合探讨表明，LBSCuFx材料是很有希望的IT-SOFC阴极材料。用固相反应法制备出层状
摘要：固体氧化物燃料电池(SOFC)被认为是最有进展前景的绿色能源，它可从把化学能直接转换成电能，并且具有能量转换效率高、燃料利用面广和低污染排放等优点。然而，传统的SOFC体系通常需要在8001000oC高温下运转，造成成本过高，电极材料与电解质的界面扩散，给其商业化带来一定的困难。由此，人们努力尝试中温(600800oC)固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的探讨与开发。但是随着电池工作温度的降低，阴极的极化电阻会明显增多，所从开发具有高电化学性能的阴极材料对于实现IT-SOFC商业化是非常必要的。我们从前的探讨表明，层状钙钛矿氧化物LaBaCuFeO_(5+δ)和LaBaCuCoO_(5+δ)具有良好的电化学性能，适合做IT-SOFC的阴极材料。为进一步拓展我们的工作，开发高性能IT-SOFC阴极材料，我们探索了Sr在Ba位掺杂的LaBaCuMO_(5+δ)(M=Fe,Co)材料作为IT-SOFC阴极材料的可行性，并对其性能进行了评价。本论文中探讨了层状钙钛矿结构阴极材料LaBa1xSrxCuFeO_(5+δ)(x=0.25，0.50)和LaBa_(1-x)Sr_xCuCoO_(5+δ)(x=0.25，0.50)的导电性能、热学性能、与SDC电解质的兼容性从及电化学性能，并对其作为IT-SOFC阴极材料的可行性进行了评价。鉴于LaBa_(0.5)Sr_(0.5)CuFeO_(5+δ)阴极材料体现出良好的性能，我们又考察了LaBa_(0.5)Sr_(0.5)CuFeO_(5+δ)-Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)复合阴极的性能，体系探讨了该复合材料作为IT-SOFC阴极材料的可行性。用固相反应法制备出层状钙钛矿结构阴极材料LaBa_(1-x)Sr_xCuFeO_(5+δ)(LBSCuFx,x=0.25，0.50)。经1050oC烧结24h，获得了单相层状钙钛矿结构的LBSCuFx氧化物。LBSCuFx与SDC电解质在950oC从下具有良好的化学兼容性。在30850oC的温度范围内，样品LBSCuF0.25和LBSCuF0.5的平均TEC分别为18.1×10~(-6)K~(-1)和17.6×10~(-6)K~(-1)。另外，x=0.50样品也有最优的电学性能和电化学性能。在600800oC温度范围内，样品LBSCuF0.25和LBSCuF0.50的电导率分别为101163S cm~(-1)和130208S cm~(-1)。700oC时LBSCuF0.25和LBSCuF0.50阴极在SDC电解质上的极化电阻分别为0.193cm~2和0.173cm~2。800oC时从LBSCuF0.25和LBSCuF0.50为阴极的单电池的最大功率密度分别达到了614和661mW cm~(-2)。综合探讨表明，LBSCuFx材料是很有希望的IT-SOFC阴极材料。用固相反应法制备出层状钙钛矿结构阴极材料LaBa_(1-x)Sr_xCuCoO_(5+δ)(LBSCuCx，x=0.25，0.50)。经1050oC烧结24h，获得了单相层状钙钛矿结构的LBSCuCx氧化物。LBSCuCx与SDC电解质在950oC烧结2h具有良好的化学兼容性。在30850oC的温度范围内，样品LBSCuC0.25和LBSCuC0.50的平均TEC分别为19.5×10~(-6)K~(-1)和19.1×10~(-6)K~(-1)。在600800oC温度范围内，样品LBSCuC0.25和LBSCuC0.50的电导率分别为237338S cm~(-1)和321460S cm~(-1)。800oC时LBSCuC0.25和LBSCuC0.50阴极在SDC电解质上的极化电阻分别为0.059Ω cm~2和0.042Ω cm~2。800oC时从LBSCuC0.25和LBSCuC0.50为阴极的单电池的最大功率密度分别达到了563和573mW cm2。综合探讨表明，LBSCuCx材料已体现出良好的IT-SOFC阴极性能。阴极LBSCuF0.5与SDC电解质按不同质量比进行混合形成系列LBSCuF0.5-SDCx复合阴极材料。LBSCuF0.5-SD0复合阴极具有最小的TEC，在30850oC温度范围内，其平均TEC为14.9×10~(-6)K~(-1)。LBSCuF0.50-S论文导读：8和329mWcm2。综合从上实验结果表明，该复合阴极可用作SDC电解质的IT-SOFC阴极材料。关键词：固体氧化物燃料电池论文层状钙钛矿论文阴极论文电导率论文热膨胀系数论文电化学性能论文本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。
DCx复合阴极的电导率值随着SDC加入量的增多逐渐减小。在阴极中加入SDC电解质，改进了复合阴极的电化学性能。其中LBSCuF0.5-SDC30复合阴极具有最小的极化电阻值，800和700oC时，该复合阴极的极化电阻分别为0.030和0.113Ω cm~2。800和700oC时从LBSCuF0.5-SDC30为阴极的单电池的最大功率密度分别达到了778和329mW cm2。综合从上实验结果表明，该复合阴极可用作SDC电解质的IT-SOFC阴极材料。关键词：固体氧化物燃料电池论文层状钙钛矿论文阴极论文电导率论文热膨胀系数论文电化学性能论文
本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要4-6
Abstract6-12
第一章 前言12-28

1.1 燃料电池介绍12-14

1.2 固体氧化物燃料电池14-21

1.2.1 固体氧化物燃料电池的工作原理14-15

1.2.2 固体氧化物燃料电池的优点15

1.2.3 固体氧化物燃料电池组件简介15-19

1.2.4 固体氧化物燃料电池堆19-21

1.3 钙钛矿类阴极材料探讨发展21-27

1.3.1 钙钛矿结构 ABO_3型氧化物21-24

1.3.2 类钙钛矿结构 A2BO_4型氧化物24-25

1.3.3 双钙钛矿结构 AA′B_2O_5型氧化物25-27

1.4 本论文的探讨作用及内容27-28

第二章 实验材料与表征办法28-35

2.1 电池材料制备28-30

2.

1.1 电解质材料制备历程28

2.

1.2 阳极材料制备历程28-29

2.

1.3 阴极材料制备历程29

2.

1.4 复合阴极的制备29-30

2.2 对称电池和单电池制备历程30

2.3 表征办法与性能测试30-35

2.

3.1 X 射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)分析30-31

2.3.2 热膨胀系数(TEC)测试31

2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)观察与分析31

2.3.4 电学性能测试31-33

2.3.5 电化学阻抗谱和单电池性能测试33-35

第三章 层状钙钛矿阴极材料 LaBa_(1-x)Sr_xCuFeO_(5+δ)的性能探讨35-51

3.1 引言35-36

3.2 LBSCuFx(x=0.25 和 0.50)测试结果与分析36-50

3.

2.1 LBSCuFx 样品的 XRD 和化学兼容性分析36-39

3.

2.2 LBSCuFx 样品的电学性能39-41

3.

2.3 LBSCuFx 样品的热膨胀系数41-43

3.

2.4 LBSCuFx 阴极的极化阻抗43-46

3.

2.5 LBSCuFx 阴极材料的微观结构46-47

3.

2.6 LBSCuFx 阴极材料的单电池性能47-50

3.3 本章小结50-51
第四章 层状钙钛矿阴极材料 LaBa(1-x)Sr_xCuCoO_(5+δ)的性能探讨51-66

4.1 引言51

4.2 LBSCuCx(x=0.25 和 0.50)测试结果与分析51-65

4.

2.1 LBSCuCx 样品的 XRD 和化学兼容性分析51-54

4.

2.2 LBSCuCx 样品的电学性能54-57

4.

2.3 LBSCuCx 样品的热膨胀系数57-58

4.

2.4 LBSCuCx 阴极的极化阻抗58-62

4.

2.5 LBSCuCx 阴极材料的单电池性能62-65

4.3 本章小结65-66
第五章 LaBa_(0.5)Sr_(0.5)CuFeO_(5+δ)-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(

1.9)复合阴极材料的性能探讨66-77

5.1 引言66

5.2 LBSCuF_(0.5)-SDC 复合阴极的性能探讨66-76

5.

2.1 LBSCuF_(0.5)-SDCx 材料的化学相容性66

5.

2.2 LBSCuF_(0.5)-SDCx 复合阴极材料的电导率66-68

5.

2.3 LBSCuF_(0.5)-SDCx 复合阴极的热膨胀系数68-69

5.

2.4 LBSCuF_(0.5)-SDCx 复合阴极的极化阻抗69-72

5.

2.5 LBSCuF_(0.5)-SDCx 复合阴极的微观结构72-74

5.2.6 LBSCuF_(0.5)-SDCx 复合阴极的单电池性能74-论文导读：765.3本章小结76-77第六章结论77-806.1层状钙钛矿阴极材料LaBa1xSrxCuFeO_(5+δ)的性能探讨77-786.2层状钙钛矿阴极材料LaBa1-xSrxCuCoO_(5+δ)的性能探讨786.3LaBa_(0.5)Sr_(0.5)CuFeO_(5+δ)-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)复合阴极材料的性能探讨78-80参考文献80-90作者简历90-91致谢91上一页123
76

5.3 本章小结76-77

第六章 结论77-80
6.1 层状钙钛矿阴极材料 LaBa1 xSrxCuFeO_(5+δ)的性能探讨77-78
6.2 层状钙钛矿阴极材料 LaBa1-xSrxCuCoO_(5+δ)的性能探讨78
6.3 LaBa_(0.5)Sr_(0.5)CuFeO_(5+δ)-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(

1.9)复合阴极材料的性能探讨78-80

参考文献80-90
作者简历90-91
致谢91