收藏本站
《桂林电子科技大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

固体氧化物燃料电池电解质材料的研究

周贤界  
【摘要】: 固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种绿色能源装置,以其具有无腐蚀、无泄漏且可在内部完成燃料重整处理等优点而倍受关注。作为SOFC核心组件的电解质,其性能的优劣很大程度上决定了SOFC的整体性能。[0] YSZ(Y_2O_3稳定的ZrO_2)具有卓越的热稳定性和化学稳定性、优异的力学性能以及在较宽的氧分压范围内呈现纯氧离子导电特性等优点,是SOFC最常用的电解质材料之一。本文采用水热法合成YSZ纳米粉体,研究了不同状态的水热前驱物,不同种类和浓度的沉淀剂对粉体和烧结体性能的影响。结果表明:水热法可以制备优良的YSZ粉体,水热前驱物状态对YSZ晶型影响很大,水热法制备的YSZ材料电导率800℃可达0.034 S/cm。 SSZ(Sc2O3稳定的ZrO_2)中低温下具有很高的电导率,在SOFC中温化进程中具有很大的开发前景。本文系统地考察了水热制备过程中各工艺条件以及烧结温度对SSZ微观结构、晶型与性能的影响。结果表明:以NaOH作为沉淀剂,可以合成粒径为6~9nm的单分散球形SSZ粉体,1500℃的烧结后陶瓷烧结体致密度达97.3%;8SSZ的电导率900℃为0.23S/cm、800℃为0.13S/cm,性能优于存在β相的10SSZ和12SSZ。 在单元掺杂基础上,对Y_2O_3与Al2O3、Sc2O3与Al2O3、Y_2O_3与Sc2O3二元复合掺杂进行了对比研究。研究发现,在YSZ和SSZ系统中掺入Al2O3以后,粉体粒径变小,松装密度增大,煅烧后有轻度软团聚,其烧结性能和力学性能得到提高,但其电学性能有所降低。SSZA材料断裂强度达到265.50MPa,但其900℃时电导率略低于SSZ,为0.185 S/cm;YSSZ体系的电性能和力学性能介于YSZ和SSZ之间。 此外,还对SSZ的成膜工艺、烧结性能和电性能进行了研究。结果表明:改进干压工艺制备SSZ薄膜,操作简单、成膜效率高,800℃时电导率测试达0.0981S/cm,但电解质层膜与阳极易发生剥脱;水热法制备SSZ薄膜,800℃电导率时达0.071S/cm,与阳极结合良好,所得膜厚度在10~50μm之间,其电导活化能低于烧结体材料和干压法制备的膜材料。
【学位授予单位】:桂林电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM911.4

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 何芳;阳极支撑型单室固体氧化物燃料电池的制备与性能研究[D];黑龙江大学;2010年
2 王海霞;中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备及电池性能研究[D];上海交通大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕振刚,郭瑞松,阮文彪,陈玉如;氧化锆基固体电解质材料的掺杂研究[J];兵器材料科学与工程;2005年01期
2 韩敏芳,王玉倩,李伯涛,彭苏萍;流延成型制备8YSZ电解质薄片及其性能研究[J];北京科技大学学报;2005年02期
3 刘晓光,李国军,仝建峰,周洋,陈大明;氧化锆基固体电解质制备技术最新研究进展[J];材料导报;2002年11期
4 职利;徐华蕊;朱归胜;周怀营;;水热法制备ITO薄膜的研究[J];材料导报;2006年05期
5 韩敏芳,杨翠柏,李伯涛,彭苏萍;轧膜成型YSZ电解质薄片性能[J];电池;2004年03期
6 陈胜洲,董新法,林维明;单室固体氧化物燃料电池的研究进展[J];电源技术;2003年02期
7 李英,谢裕生,唐子龙,龚江宏,张中太;(Y_2O_3,Yb_2O_3)复合掺杂ZrO_2材料的中低温电导率[J];功能材料;2001年05期
8 韩敏芳,彭苏萍,王玉倩,杨翠柏;纳米粉体制备8YSZ电解质工艺性能研究[J];功能材料与器件学报;2003年03期
9 余明清,范仕刚,孙淑珍,雷家珩;Al_2O_3增强ZrO_2陶瓷的制备及性能研究[J];硅酸盐通报;2001年02期
10 单妍,王昕,尹衍升,孙康宁;ZTA纳米复相陶瓷的研究[J];硅酸盐通报;2002年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘长坤;孙作凤;吴健春;张玉波;宋庆功;黄婉霞;;纳米TiO_2+SiO_2改性外墙涂料的耐候性研究[J];四川建筑科学研究;2006年04期
2 胡涛,毛文钦;抗菌涂料的应用进展[J];安徽化工;2005年05期
3 程继贵,邓丽萍,孟广耀;固体氧化物燃料电池阳极材料的制备和性能研究新进展[J];兵器材料科学与工程;2002年06期
4 赵青;杨阳;孙永欣;王绍钢;刘力;常爱民;;低温微波水热法制备氧化钇稳定氧化锆[J];微纳电子技术;2007年Z1期
5 韩敏芳,李伯涛,彭苏萍,杨翠柏,刘敬;固相反应合成La_(1-x)Sr_xMnO_3的机理[J];北京科技大学学报;2002年06期
6 韩敏芳,王玉倩,李伯涛,彭苏萍;流延成型制备8YSZ电解质薄片及其性能研究[J];北京科技大学学报;2005年02期
7 郝保红;刘东阳;田庄;;酸性环境下一维纳米AlOOH聚集体形态及“生长基元”模型[J];北京石油化工学院学报;2011年02期
8 郝保红;纪艳娇;刘东阳;;碱性环境下二维纳米AlOOH聚集体形态及“生长基元”运动[J];北京石油化工学院学报;2011年03期
9 韦美琴;张光胜;姚文杰;;溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌薄膜[J];表面技术;2007年04期
10 梁晓峰,杨世源,尹光福;氧化锆增韧氧化铝陶瓷复合粉体的研究进展[J];山东陶瓷;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵占西;赵建华;马骏;;铝合金阳极氧化n-SiC复合膜的制备及性能试验[A];第九届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2012年
2 陶为华;马桂林;;(ZrO_2)_(0.92)(Dy_2O_3)_(0.08)纳米晶的碱性水热法合成及其烧结体的电性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
3 袁启华;雷家珩;蒋凯;;红外氟氧铌酸盐玻璃及其导电特性[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
4 史丽英;王英;;高比表面积纳米氧化锆的制备及应用[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
5 宋希文;赵永旺;彭军;赵文广;安胜利;;Gd_2O_3掺杂CeO_(2-δ)固体电解质的电化学性能研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
6 樊传刚;黄显怀;檀杰;李栋才;刘卫;陈初升;;SrCo_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)的制备及氧渗透性能表征[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
7 付强;孙克宁;张乃庆;周德瑞;;A位缺位型钙钛矿阴极材料La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)研究进展[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
8 李彦生;王莹;李准;;界面成核-水热法制备纳米氧化锌及光吸收特性[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
9 姜翠凤;江万权;郝凌云;龚兴龙;曹真;顾瑞;;Fe_3O_4/葡聚糖磁性微球的制备及在药物输运中的潜在应用[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(5)[C];2007年
10 卢肖永;丁岩芝;徐俊;陈永红;;SGDC/La_(0.7)Ca_(0.3)CrO_3复合连接材料的性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘杨华;SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算[D];湖南大学;2010年
2 伏振兴;稀土掺杂氟化物频率上转换及荧光效应研究[D];陕西师范大学;2010年
3 王宪;二氧化硅核壳结构及无机氧化物空心球的构筑[D];华南理工大学;2010年
4 徐耀兵;中间盐法石煤灰渣酸浸提钒工艺的试验研究[D];浙江大学;2009年
5 李学铭;固体基底辅助水热/溶剂热法制备无机纳米材料[D];昆明理工大学;2010年
6 王翎;碲化物量子点的制备、表征及其在生物荧光标记中的应用[D];山东大学;2010年
7 黄林勇;锌基氧(硫)化锌微纳米结构的合成、表征、光电性质及生长机理研究[D];山东大学;2010年
8 江凤仙;3d过渡金属掺杂In_2O_3稀磁半导体材料的制备与研究[D];太原理工大学;2011年
9 孟庆芬;钴硼酸盐晶须的制备与机理初探[D];西北大学;2011年
10 邬洋;SiO_2@(Zn,Sr)_2SiO_4: Re~(3+)(Re=Eu,Dy)材料制备及发光性能研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 俞晓晶;PMMA微球表面过渡金属氧化物壳层聚集体的研究[D];浙江理工大学;2010年
2 苗委然;铕、铽掺杂的下转换发光材料的制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
3 赵飞;锌酸钙制备方法和生成机制及锌枝晶的研究[D];郑州大学;2010年
4 单海燕;ZnO薄膜的水溶液法制备及Li~+、柠檬酸钠对ZnO生长的影响[D];大连理工大学;2010年
5 楚会娟;PS胶体球的制备及其模板的应用研究[D];中国海洋大学;2010年
6 鲁统雷;NBT陶瓷粉体的水热合成及其形貌影响因素的研究[D];中国海洋大学;2010年
7 步明升;α-FeOOH与α-LiFeO_2的水热合成研究[D];中国海洋大学;2010年
8 王晴晴;纳米金属的制备及其在处理典型有机污染物中的应用[D];河南理工大学;2010年
9 宁德争;氧化物掺杂Ce_(0.9)RE_(0.1)O_(2-δ)(RE=Sm,Gd)陶瓷材料结构与电性能研究[D];长春工业大学;2010年
10 曹青;生物无机配合物的合成、表征及XRD谱图的从头测定[D];华东理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩敏芳,李伯涛,彭苏萍,杨翠柏,刘敬;固相反应合成La_(1-x)Sr_xMnO_3的机理[J];北京科技大学学报;2002年06期
2 查燕;郑颖平;高文君;孙岳明;;中温固体氧化物燃料电池材料的研究进展[J];材料导报;2008年05期
3 李英,唐子龙,谢裕生,张中太;缓冲溶液法制备SOFC用Ni/YSZ负极材料[J];材料科学与工艺;2001年01期
4 李国军,任瑞铭,刘小光,仝建峰,陈大明;凝胶注模制备La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3多孔阴极材料[J];稀有金属材料与工程;2005年02期
5 朱新坚;中国燃料电池技术现状与展望[J];电池;2004年03期
6 沈薇;赵海雷;王治峰;王榕林;;固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展[J];电池;2009年03期
7 李永峰,董新法,林维明;固体氧化物燃料电池的现状和未来[J];电源技术;2002年06期
8 陈胜洲,董新法,林维明;单室固体氧化物燃料电池的研究进展[J];电源技术;2003年02期
9 魏波;吕喆;黄喜强;刘志国;艾刚;苏文辉;;单气室固体氧化物燃料电池的研究及进展[J];电源技术;2006年03期
10 谢德明;邵海波;吴芳芳;;SOFC电解质与电极材料的燃烧合成及性能[J];电源技术;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 谢淑红;中温固体氧化物燃料电池的制备工艺[D];华中科技大学;2004年
2 单耕;固体氧化物燃料电池阳极结构研究[D];大连理工大学;2005年
3 刘荣辉;中温固体氧化物燃料电池材料制备及电池性能研究[D];昆明理工大学;2006年
4 艾刚;单气室固体氧化物燃料电池性能的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 齐丽晶;固体氧化物燃料电池阳极材料Ni-SDC和Cu-SDC的制备及性能研究[D];吉林大学;2007年
6 牛江坡;固体氧化物燃料电池复合阳极材料的制备和性能研究[D];吉林大学;2008年
7 叶飞;固体氧化物燃料电池梯度阴极材料的制备与表征[D];浙江大学;2008年
8 穆菊;中温平板式SOFC阳极结构及性能改进[D];哈尔滨工业大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 罗坤;屠恒勇;符显珠;骆静利;余晴春;;VO_x-Cu浸渍复合阳极支撑的抗硫中温固体氧化物燃料电池的制备与性能[J];功能材料;2011年S5期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘忻;基于NiO-YSZ-La_(0.2)Sr_(0.7)TiO_3复合阳极中温固体氧化物燃料电池的制备和性能研究[D];上海交通大学;2011年
2 罗坤;复合阳极支撑抗硫中温固体氧化物燃料电池的制备与性能研究[D];上海交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁广川,刘文西,陈玉如,孙淑英,刘静海;Bi_2O_3基固体电解质材料研究进展[J];兵器材料科学与工程;2000年01期
2 高勇;纳米材料的性能及制备技术[J];兵器材料科学与工程;1997年06期
3 张亚文,杨宇,金舒,田曙坚,李国宝,贾江涛,廖春生,严纯华;Al_2O_3或TiO_2掺杂的ScSZ固体电解质纳米晶薄膜的制备及表征[J];北京大学学报(自然科学版);2001年02期
4 丁传贤,张叶方;等离子喷涂涂层材料[J];表面工程;1994年04期
5 李洪钧,K.A.Yee;中低温固体氧化物燃料电池陶瓷电解质[J];材料导报;1998年02期
6 阎加强,张培新,单松高,伍卫琼,隋智通;中低温固体氧化物燃料电池的研究[J];材料导报;1998年04期
7 张中太,黄传勇;固体氧化物燃料电池的研究进展[J];材料导报;1999年04期
8 陈大明;氧化铝陶瓷基片水基凝胶法低成本制备技术[J];材料导报;2000年06期
9 吴其胜;均匀沉淀-水热法制备稳定Y-Ce-ZrO_2纳米粉体[J];材料科学与工程学报;2004年04期
10 梁丽萍,高荫本,陈诵英;固体氧化物燃料电池与陶瓷材料[J];材料科学与工程;1997年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 燕萍;胡筱敏;祁阳;包岩;徐敏;于微微;;CeO_2基固体氧化物燃料电池电解质研究[J];材料与冶金学报;2009年02期
2 刘丹;沙雪清;叶乃清;;掺杂铈基电解质Ce_(0.8)Sm_(0.2-x)Y_xO_(1.9)的制备和性能[J];桂林工学院学报;2009年03期
3 张丽;黄建兵;张萍;左宁;毛宗强;;Ce_(0.8)Y_(0.2)O_(1.9)电解质的制备及性能[J];电源技术;2010年08期
4 朱丽丽;林晓敏;杨雪;齐丽晶;;CeO_2基固体电解质材料研究进展[J];大学物理实验;2007年04期
5 卢俊彪,张中太,唐子龙;固体氧化物燃料电池的研究进展[J];稀有金属材料与工程;2005年08期
6 周晓婷;孙彩兰;陈娆;张颖;;Pr的掺杂对固溶体Ce_(4.5)Gd_(1.5)MoO_(15-δ)电性能的影响[J];化工科技;2009年02期
7 高峰;赵海雷;李雪;王治峰;;Co掺杂SrTiO_3阳极材料性能研究[J];稀有金属材料与工程;2009年S1期
8 陈建颖;曾凡蓉;王绍荣;陈玮;郑学斌;;固体氧化物燃料电池关键材料及电池堆技术[J];化学进展;2011年Z1期
9 王亚楠;周和平;;Gd_(1-x)Sr_xCoO_(3-δ)和Gd_(0.8)Sr_(0.2)Co_(1-y)Fe_yO_(3-δ)系阴极材料的制备和性能[J];无机化学学报;2008年10期
10 周德凤;李朝辉;李连贵;孟健;;Pr掺杂对Ce_(0.87)Sm_(0.13)O_(2-δ)结构及电性能的影响[J];吉林大学学报(理学版);2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宁先进;李成新;杨冠军;李长久;;等离子喷涂条件对YSZ涂层导电性能的影响[A];2005中国储能电池与动力电池及其关键材料学术研讨会论文集[C];2005年
2 常彩仙;相江峰;孙聚堂;;新方法合成锂离子电池正极材料[A];中国化学会第26届学术年会无机与配位化学分会场论文集[C];2008年
3 胡艳琴;王运福;宋玉哲;韩根亮;李工农;刘国汉;;NASICON固体电解质的制备及其导电性能研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
4 赵永旺;宋希文;安胜利;;稀土金属双掺杂Ce_(0.8)Sm_xGd_(0.2-x)O_(1.9)固体电解质的制备与性能研究[A];第九届全国稀土化学与湿法冶金学术会议专辑[C];2005年
5 张艳红;李福燊;张文;李丽芬;;Mg-PSZ固体电解质电性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集稀土专辑[C];2004年
6 齐力;;低聚物离子液体为溶剂的电解质[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
7 杨明;庞广生;江林峰;冯守华;;水热法合成一维氧化锌[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
8 樊慧庆;李国才;史运泽;;氧化锌纳米隐身材料的制备及应用[A];2006年全国功能材料学术年会专辑(Ⅲ)[C];2006年
9 洪建民;陆国飞;包建春;;亚微米级NiS空心球的水热法合成[A];2005年全国电子显微学会议论文集[C];2005年
10 肖璐;周涛;黄海强;杨艳;;二氧化钛纳米管及其水热法制备机理研究进展[A];第七届全国颗粒测试学术会议、2008上海市颗粒学会年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 查少武 杨蔚光 夏长荣 孟广耀;21世纪的绿色能源——固体氧化物燃料电池[N];科技日报;2000年
2 刘德晶;王国明;环环相扣——监控注射用水系统三大环节[N];中国医药报;2005年
3 中国农业科学院土壤肥料测试中心;常见土壤检验项目和标准(六)[N];农资导报;2006年
4 晋艳;烟草漂浮苗合理施肥[N];云南科技报;2008年
5 张小舟 许玲 本报记者  丁英;大桶饮用水:质量堪忧[N];江淮时报;2006年
6 王敏;饮用水逾九成合格为历年最好[N];深圳特区报;2006年
7 王宏进;西王集团树立循环经济理念[N];中国乡镇企业报;2005年
8 刘俊;桶装水6成合作[N];白银日报;2006年
9 记者 庞俊峰 通讯员 周敏华 实习生 李宁 侯萍;部分食品饮品质量不稳定[N];内蒙古日报(汉);2007年
10 印芳 编译;现代温室灌溉 细节不容小觑[N];中国花卉报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乐士儒;平板式中温SOFC阳极系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 刘晓光;氧化锆基固体电解质低成本制备及其性能研究[D];北京航空材料研究院;2004年
3 李淑彦;稀土掺杂BaSrCoFeO阴极材料高温物性及电化学性能[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 马建军;中温固体氧化物燃料电池的制备与表征[D];中国科学技术大学;2007年
5 朴金花;中温型SOFC阴极及密封材料的制备及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 吕洪;中温固体氧化物燃料电池新型阳极及阴极材料研究[D];上海交通大学;2007年
7 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
8 姜彩荣;固体氧化物燃料电池的性能优化[D];中国科学技术大学;2007年
9 赵飞;中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备与表征[D];中国科学技术大学;2009年
10 沙雪清;双掺杂CeO_2和LaGaO_3电解质的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周贤界;固体氧化物燃料电池电解质材料的研究[D];桂林电子科技大学;2007年
2 陈家瑞;中温固体氧化物燃料电池阴极和连接材料的结构与性能[D];吉林大学;2007年
3 张彦磊;碳酸盐参杂Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(1.95)低温固体氧化物燃料电池电解质的制备及性能研究[D];吉林大学;2009年
4 李宪英;固体氧化物燃料电池Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(1.95)基复合电解质材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2009年
5 林楠;纳米CeO_2基固体电解质的制备与性能研究[D];黑龙江大学;2010年
6 张军;固体氧化物燃料电池CuCoNi/SDC阳极的制备及表征[D];内蒙古科技大学;2007年
7 李景超;氧化钽基固体氧化物电解质的结构与性能[D];大连理工大学;2009年
8 童鹏;中温固体氧化物燃料电池电解质的制备及性能分析[D];南京航空航天大学;2010年
9 李平云;凝胶注模制备YSZ-TZP电解质薄片及其性能研究[D];大连交通大学;2006年
10 牛晓萌;固体氧化物燃料电池阳极材料及直接炭燃料电池的研究[D];天津大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026