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《吉林大学》 2012年
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固体氧化物燃料电池Ce_(1-x)Re_xO(2-δ)(Re=Sm,Gd)-BaCe_(0.83)Y_(0.17)O(3-δ)复合电解质的制备及性能研究

齐松  
【摘要】:本论文以掺杂CeO_2基电解质为主要研究对象,制备了CeO_2基电解质复合BaCeO3基电解质材料,探索提高CeO_2基电解质电导率的方法,最终提高固体氧化物燃料电池(SOFC)的整体性能。 采用甘氨酸-硝酸盐法制备了Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(1.925)(SDC)和Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(1.95)(GDC)电解质材料,以及采用溶胶凝胶法制备的Y掺杂BaCeO_3(BCY)电解质材料BaCe_(0.83)Y_(0.17)O_(3-δ)(BCY),分别用SDC、GDC复合少量的BCY,制备成不同比例的复合电解质材料,分别为SB95,SBB90,SB85,SB80;GB99,GB98,GB97,GB95,研究了不同复合比例下复合电解质的致密度与导电性。然后以Ni_(0.9)Cu_(0.1)-SDC为阳极,BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ)为阴极,与两种复合电解质分别制备成单电池并对其进行了输出功率密度测试。 对SDC复合BCY的材料测量结果表明,各复合电解质材料的致密度都比SDC高。SB95在300-800℃范围内总电导最高,在800℃达到0.061s·cm~(-1)。各复合样品在300-500℃的晶粒电导比SDC都要低,但是在此温度范围内的晶界电导比SDC都要高。以各复合电解质为支撑体的单电池,测试结果表明,各复合样品的功率密度比SDC的功率密度都要高,其中以SB90最高,在600℃达到0.159W/cm2。而且各比例的开路电压(OCV)均比SDC要高。综上,复合少量的BCY对SDC的性能提高有比较明显的作用。 对GDC复合BCY的材料测量结果表明,各复合电解质材料的致密度都比GDC要高。GB98在300-800℃范围内总电导最高,在800℃达到0.076s·cm~(-1)。在300-500℃范围内,GB98,GB97的晶粒电导比GDC高,各复合样品晶界电导比GDC都要高。以各复合电解质为支撑体的单电池,测试结果表明,GB99,GBB98比GDC的功率密度都要高,其中以GB99最高,在600℃达到0.204W/cm~2。而且各比例的开路电压(OCV)均比GDC要高。综上,复合少量的BCY对GDC的性能提高有比较明显的作用。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM911.4

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