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《天津大学》 2004年
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SOFC阴极材料的制备和性能研究

魏楸桐  
【摘要】:作为一种新型的发电方式,固体氧化物燃料电池(SOFC)在解决能源危机和环境污染方面表现出了巨大的潜力,特别是在最近几十年得到了很大的发展。作为一类阴极材料,钙钛矿型氧化物得到了广泛的关注,但是工艺化的因素仍然没有成熟化,而且新型材料的研究仍然需要进一步的发展。 本实验分别采用固相反应法和溶胶燃烧法制备了La0.7Sr0.3MnO3和Sr1-xCexCoO3-(两种化学计量和非化学计量的阴极材料,并研究了粉体制备、烧结性以及电导性能、极化性能等各个影响因素。 对La0.7Sr0.3MnO3而言,固相法制备的粉体,在1000℃时形成了单相钙钛矿结构,而燃烧法合成粉体,钙钛矿相在粉体自燃后出现,温度降低了近700℃。燃烧法制备粉体需要控制溶胶体系的pH值(3.0以保证络合完全。燃烧完全程度随pH的升高而改善。粉体粒度随柠檬酸用量的增加而降低,烧结致密度随其增加而增加。晶相形成程度受柠檬酸用量的影响不大。在电导性能和极化方面,燃烧法合成的粉体的试样要稍逊于固相法制备的试样。 在Sr1-xCexCoO3-(体系,固相法合成钙钛矿单相的温度应在1100℃,CeO2的固溶量低于15%。而采用溶胶凝胶燃烧工艺,体系pH 值小于3.5。钙钛矿相不能在燃烧后形成,直到1000℃煅烧之后才具有。通过TEM照片比较发现粒度仍然较小。晶化程度随着柠檬酸用量的增加而加强。试样致密度随烧结温度的增加而上升,电导率受微观结构的影响很大,在中温范围内,以1300℃烧结的试样最高。燃烧法制备试样的试样致密度要高于固相法制备试样,电导率也高于固相法制备的粉体的烧结试样。 比较两种材料,Sr0.85Ce0.15CoO3-(电导率的最高值大于500S/cm,远大于La0.7Sr0.3MnO3材料,在导电性方面表现出一定的优势。不同的是电导率随温度的变化。La0.7Sr0.3MnO3在中低温范围内电导率随着温度升高而升高,但是Sr0.85Ce0.15CoO3-(却表现出了一种先升后降的趋势。但是在电极化测试方面,这一材料并没有表现出优越性,可能受薄膜的微观结构和一些界面产物所影响。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM911

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 李晨;多元复合掺杂钙钛矿型IT-SOFC阴极材料的制备与性能表征[D];天津理工大学;2012年
【参考文献】
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【同被引文献】
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