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中温固体氧化物燃料电池CeO_2基复合电解质材料的制备及性能研究

易光宇  
【摘要】:利用甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成了中温固体氧化物燃料电池的电解质材料Ce_(0.85)RE_(0.15)O_(1.925)(RE=Sm,Gd),测量并比较了合成的样品及钇稳定氧化锆(YSZ)作为固体氧化物燃料电池电解质的性能。为进一步改善电解质的电学性能和机械性能,以Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(1.925)(SDC)为基体材料制备了SDC-NaOH复合电解质。以Ce_(0.85)Gd_(0.15)O_(1.925)(GDC)为基体材料制备了GDC-YSZ复合电解质,对复合电解质材料与单相电解质材料的电化学性能进行了比较。以复合电解质材料作为电解质,以Sm_(0.3)Sr_(0.7)CoO_3为阴极材料,65%NiO/GDC为阳极材料,DAD-87银导电胶作为封接材料制成电池,测量了电池的输出特性。结果表明,由于SDC-NaOH复合电解质中同时存在氢离子和氧离子双向传导,因而提高了复合电解质材料的电导率。提高了单电池的开路电压和功率密度,进一步降低了燃料电池的工作温度,优化了以其作为电解质的电池的输出特性。GDC-YSZ复合电解质比单纯的GDC电解质电导率略低,但单电池的输出性能在600-700℃比单纯GDC单电池要好,更适合在中低温下工作。


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