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《华中科技大学》 2017年
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固体氧化物燃料电池复合阴极界面接触材料的性能研究

李喆  
【摘要】:电池阴极和金属连接体之间的界面接触问题是影响固体氧化物燃料电池(SOFC)输出性能和长期稳定性的重要因素。通常需要在两者间添加一层具有高温电子导电的陶瓷粉体,用于改善界面接触状态、收集阴极表面电子、抑制金属连接体高温氧化。本文采用聚乙烯醇(PVA)法在800 ~oC保温3 h制备了钙钛矿结构的陶瓷材料LaCo_(0.6)Ni_(0.4)O_(3-δ)(LCN),并对LCN粉体的粒径分布,热膨胀系数(TEC)等物理参量进行了表征,将其作为阴极界面接触材料,测试了纽扣型SOFC的电化学性能。为了进一步提高阴极界面接触材料的导电性能,本文使用机械混合法制备了Ag-LCN复合材料,并将该复合材料丝网印刷至金属连接体表面,测试样品的导电性能。研究结果表明,当Ag含量较少时,Ag颗粒均匀分散在LCN三维网络结构中,为电子提供快速导电通路,提高了复合材料导电性能。当Ag含量较多时,Ag颗粒团聚明显,对LCN三维网络结构产生破坏,并与金属连接体中的Cr元素反应生成AgCrO_2,降低材料的导电性能。其中,以10 wt%Ag-LCN复合材料作为阴极界面接触材料的电池测试中,电池输出性能高于纯LCN,且平均热循环衰减率约为0.64%,这表明Ag-LCN复合材料可以作为阴极界面接触材料的一个很好选择。本文还研究了一种新型YSZ-LCN复合阴极界面接触材料使其作为阴极功能扩展层。YSZ具有较高的离子导电特性,在SOFC工作温度下,YSZ、LCN和空气组成的三相界面可以发生氧还原反应。研究结果表明,随着YSZ含量的增加,电池的欧姆阻抗变化不大,但是极化阻抗先减小后增大。当复合少量的YSZ时,复合材料电子导电性变化不大,增加的电化学反应活性点可以有效减小电池的极化阻抗;当YSZ含量增多时,复合材料的整体电子导电率开始下降。10 wt%YSZ-LCN作为阴极接触层时电池性能最佳,电池极化阻抗显著减小,输出性能明显提高。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM911.4

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 宋世栋;韩敏芳;孙再洪;;固体氧化物燃料电池平板式电池堆的研究进展[J];科学通报;2014年15期
2 宋世栋;韩敏芳;孙再洪;;管式固体氧化物燃料电池堆的研究进展[J];科学通报;2013年21期
3 张西子;;燃料电池的分类及应用[J];科技致富向导;2012年23期
4 侯侠;任立鹏;;燃料电池的发展趋势[J];云南化工;2011年02期
5 夏正才,唐超群,潘小龙,钱晓良;固体氧化物燃料电池材料研究进展[J];功能材料;1997年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王昊鹏;中温固体氧化物燃料电池新型Ce0_2基复合电解质材料的设计与性能研究[D];吉林大学;2016年
2 张文颖;固体氧化物燃料电池金属连接体材料表面改性与新合金研制[D];华中科技大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马晓军;陈晓峰;;基于模糊模式的质子交换膜燃料电池水管理控制[J];装甲兵工程学院学报;2015年04期
2 张勇;赵之彧;邢亚哲;桑可正;;稀土改性Fe-Cr合金连接体高温氧化行为研究[J];热加工工艺;2015年10期
3 张勇;王博煜;赵丽霞;孙志平;周亮;梁叔全;;中低温固体氧化物燃料电池合金连接体保护涂层研究进展[J];材料导报;2014年21期
4 廖天军;林比宏;林健;杨智敏;;染料敏化电池-温差热电混合发电系统的性能研究[J];中国科学:技术科学;2014年09期
5 廖天军;杨智敏;林比宏;;固体氧化物燃料电池-斯特林热机混合动力系统的性能优化[J];中国科学:技术科学;2014年08期
6 马天才;顾荣鑫;;燃料电池技术现状及其应用前景[J];通信电源技术;2014年S1期
7 史海浩;胡会利;朱永明;于元春;;空气电极用锰系催化剂的研究进展[J];电池工业;2013年05期
8 王金香;彭小波;王芸;;聚磷酸铵基质子复合电解质在中温燃料电池中的应用[J];功能材料;2012年11期
9 董颖男;李珊珊;丛璐;;双贵金属低温燃料电池催化剂研究现状[J];云南化工;2012年03期
10 黎步银;刘佳;黄兆祥;;La_(9.33)(SiO_4)_6O_2粉末的熔盐法合成及其电解质导电性研究[J];功能材料;2011年S1期
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1 毕海林;中温固体氧化物燃料电池Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(1.95)复合碱土金属氧化物(MgO,SrO)电解质材料的制备和性能研究[D];吉林大学;2017年
【二级参考文献】
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1 蔡可心;;燃料电池发电技术简介[J];农村电气化;2009年01期
2 王萍;徐志兵;操璟璟;;微生物燃料电池(MFC)技术及其发展前景的研究[J];节能技术;2008年06期
3 吴刚强;郎中敏;王少青;;燃料电池的应用及研究进展[J];内蒙古石油化工;2008年21期
4 索春光;刘晓为;;微型直接甲醇燃料电池的研究进展[J];电池工业;2008年05期
5 侯明;衣宝廉;;燃料电池技术发展现状[J];电源技术;2008年10期
6 蔡可心;;燃料电池[J];农村电气化;2008年10期
7 魏建良;王先友;易四勇;戴春岭;李娜;;直接硼氢化物燃料电池[J];化学进展;2008年09期
8 满开美;王刚;张富兴;;车用燃料电池发展的研究[J];城市车辆;2008年09期
9 张广柱;刘均洪;;微生物燃料电池研究和应用方面的最新进展[J];化学工业与工程技术;2008年04期
10 任俊霞;史鹏飞;;质子交换膜燃料电池(PEMFC)的产业化开发[J];节能技术;2008年04期
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1 严端廷;CeO_2基电解质的电性能研究及在中温固体氧化物燃料电池中的应用[D];吉林大学;2010年
2 徐丹;中温固体氧化物燃料电池CeO_2基复合电解质材料的制备和性能研究[D];吉林大学;2008年
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1 方钊;伍小雷;俞娟;李林波;朱军;;不同粘结剂基TiB_2-C复合阴极中碱金属的渗透迁移行为(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年04期
2 李艳;吕喆;王洪涛;王月花;;固体氧化物燃料电池梯度复合阴极材料的制备及性能研究[J];无机材料学报;2007年05期
3 李艳,吕喆,王洪涛,贾莉,苏文辉;固体氧化物燃料电池多层复合阴极的制备及性能研究[J];功能材料;2005年10期
4 张永辉;宋法伦;向飞;康强;罗敏;龚胜刚;;复合阴极材料发射特性分析[J];强激光与粒子束;2008年05期
5 杨能益;;复合阴极射线管[J];电工技术;1992年06期
6 柯满竹,陈文,徐庆,郑锦霞,麦立强;聚合物-过渡金属氧化物纳米复合阴极材料的研究进展[J];功能材料;2003年01期
7 Yeong-Ju CHOE;Jeong-Uk SEO;Kyoung-Jin LEE;Min-Jin LEE;Hae-Jin HWANG;;熔渗法制备固体氧化燃料电池LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ)基纳米复合阴极在开路条件下的铬中毒(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2016年05期
8 方钊;张凯;吕晓军;李林波;朱军;李劼;;TiB_2-C复合阴极中碱金属(K、Na)的渗透及其对阴极电解膨胀的影响(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年06期
9 李爽;王天运;万红;;球面石墨基镶嵌式碳纤维复合阴极制备工艺与实验研究[J];纤维复合材料;2006年03期
10 卢自桂,江义,董永来,张义煌,阎景旺;锰酸镧和氧化钇稳定的氧化锆复合阴极的研究[J];高等学校化学学报;2001年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 荆波;孙俊才;;固体氧化物燃料电池的多层复合阴极制备及研究[A];第十五届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2008年
2 ;论文展示 九、固体氧化物燃料电池[A];第十四届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2006年
3 樊星;夏长荣;孟广耀;;中温固体氧化物燃料电池的LSM-SDC复合阴极[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
4 陈兴;薛济来;朱骏;;铝液对C/G/TiB_2复合阴极材料润湿性的实验研究[A];有色金属工业科技创新——中国有色金属学会第七届学术年会论文集[C];2008年
5 吕喆;张璟;黄喜强;贺天民;刘志国;杜晓波;刘巍;苏文辉;;掺Bi_2O_3的SOFC复合阴极材料的研究[A];中国稀土学会第四届学术年会论文集[C];2000年
6 欧文莉;薛济来;;铝电解过程中TiB_2/C复合阴极内化学反应的研究[A];第二届全国延长铝电解槽使用寿命学术研讨会论文集[C];2007年
7 陈心全;王琦龙;崔云康;狄云松;张晓兵;;冷壁法制备大发射电流密度复合阴极及其性能研究[A];中国真空学会2012学术年会论文摘要集[C];2012年
8 樊星;夏长荣;孟广耀;;中温固体氧化物燃料电池的La_(1-x)Sr_xMnO_3-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.90)复合阴极[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
9 陈昱;罗凌虹;吴也凡;程亮;石纪军;;花状La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)复合阴极的制备及性能的研究[A];中国固态离子学暨电池材料青年学术论坛——论文摘要集[C];2013年
10 吉维肖;钱江锋;曹余良;杨汉西;艾新平;;基于聚(3-辛基噻吩)的正温度系数电极及其在锂离子电池过热保护中的应用[A];第一届全国储能科学与技术大会摘要集[C];2014年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 中国光学光电子行业协会液晶分会名誉理事长 高鸿锦;OLED材料获得进展[N];中国电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱晓东;镓酸镧基中温固体氧化物燃料电池的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 吴天植;高温质子导体燃料电池复合阴极的制备与表征[D];中国科学技术大学;2010年
3 武国剑;固体氧化物电解池陶瓷基复合阴极的制备及电化学过程研究[D];合肥工业大学;2014年
4 周青军;双钙钛矿结构固体氧化物燃料电池阴极材料的性能[D];吉林大学;2009年
5 赵炎;有机电致发光器件电极界面修饰及其机理研究[D];清华大学;2014年
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7 靳超;Sc_2O_3稳定ZrO_2基中温固体氧化物燃料电池电极的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
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1 刘波;中温固体氧化物燃料电池LSM-BSCF复合阴极的制备与性能研究[D];华中科技大学;2017年
2 李喆;固体氧化物燃料电池复合阴极界面接触材料的性能研究[D];华中科技大学;2017年
3 李明昊;SrCo_(1-x)Ta_xO_(3-δ)阴极及其与Pr_6O_(11)复合阴极的制备与电化学性能研究[D];内蒙古大学;2018年
4 李哲;固体氧化物燃料电池复合阴极材料SrCo_(0.8)Ti_(0.15)Nb_(0.05)O_(3-δ)-SNDC的制备与性能研究[D];内蒙古大学;2018年
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9 陈振浩;中温固体氧化物燃料电池新型复合阴极材料的制备及电化学性能[D];合肥工业大学;2017年
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