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《中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)》 2005年
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阳极负载新型复合电解质中温固体氧化物燃料电池的研制及其性能研究

毕忠合  
【摘要】:阳极负载电解质薄膜电池是近年来中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)研究的热点之一。本文研究发现La_(0.45)Ce_(0.55)O_(1.775) ( LDC ) 与La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(2.85)(LSGM)有良好的化学相容性,可用作复合中温电解质。首次制备了阳极负载LDC-LSGM双层电解质型电池,其中LDC 层隔绝了NiO 与LSGM 的高温反应,LSGM 阻隔了LDC 的电子电导。电池以La0.6Sr0.4CoO3(LSC)为阴极时,因LSC 中Co 元素的高温扩散导致LSGM电解质的电导率和氧离子传递系数变化,LSGM 层的厚度影响电池的开路电压。当LSGM层厚度大于50 μm时,开路电压受Co元素扩散影响减弱,800oC时达到1.0 V以上。LDC 层厚度增加不能提高开路电压。在800℃的电池中,LDC 的电导率约为0.117 S/cm;LSGM 的电导率与厚度有关,小于50 μm时约为1.9 S/cm,100 ~200 μm之间时约为0.22 S/cm。LSGM 层的厚度为75 μm的双层电解质电池获得较为理想的开路电压和最大功率密度。考察了高混合导体LSC 和LDC 构成的复合阴极性能,发现LDC 抑制了LSC 的烧结,增大了三相反应界面,降低了极化电阻。同时,LDC 还抑制了阴极的Co向LSGM扩散。LDC 含量为50 wt. % 的复合阴极的极化电阻最小。采用Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3(SSC)为阴极可以实现开路电压在112 h内基本稳定在1.045 V。 本论文还考察了直接甲醇在Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(1.95)(GDC)+Ni阳极上的性能。研究发现溶液中甲醇的体积比大于70%时,反应受热力学平衡控制而使阳极积炭,电池大电流工作有利于抑制积炭。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM911.4

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【参考文献】
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1 谢淑红,崔崑,肖建中,谢光远;中温固体氧化物燃料电池制备进展[J];电池;2004年01期
2 揭雪飞,董新法,林维明;甲烷在固体氧化物燃料电池阳极重整反应的研究进展[J];天然气化工;2002年01期
【共引文献】
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1 马幼平,温维新,刘鹏飞,徐可为;温度变化对ZM5镁合金表面扩渗层组织的影响[J];兵器材料科学与工程;2004年02期
2 时海芳;郜世喜;马壮;董世知;李智超;;坡缕石对三元硼化物陶瓷涂层磨损的影响[J];兵器材料科学与工程;2012年01期
3 黄金田,赵广杰;木材的化学镀研究[J];北京林业大学学报;2004年03期
4 戴中华,赵文轸,黄安;适于深井钻杆的自熔合金喷焊层磨损特性研究[J];中国表面工程;2003年03期
5 张阁,周香林,张济山,孙东柏;水轮机过流部件用高耐磨耐蚀涂层制备技术[J];表面技术;2004年01期
6 李丹虹,程旭东,王晋春,杨章富;CoNiWP合金化学镀过程中镀层磁性能的变化[J];表面技术;2005年04期
7 王汉林;万宇杰;童幸生;;内燃机活塞环陶瓷涂层研制[J];表面技术;2007年05期
8 王树成;;一种简便实用的钢铁防锈擦涂磷化液的研制[J];表面技术;2007年05期
9 黄柳仙;曹玉鹏;林晨;周明升;赵小军;;真空熔覆镍基合金-碳化钨复合涂层的研究[J];表面技术;2009年03期
10 师红旗;丁毅;马立群;;化学镀镍换热器管束腐蚀破裂失效分析[J];表面技术;2009年05期
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1 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
2 储昭荣;鲍霞;卢肖永;徐俊;陈永红;;Ca~(2+)、Sr~(2+)掺杂对Pr_(0.6)Ca_xSr_(0.4-x)FeO_(3-δ)物相、结构及电性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
3 张徐民;陈秀华;于洁;马文会;;固体氧化物燃料电池制备方法的改进[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(下册)[C];2008年
4 江金国;崔崇;马荣;;La_(1-x)Sr_xCo_(0.2)Fe_(0.8)O_3系阴极材料制备及表征[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
5 张际亮;郦剑;沃银花;刘立;;铝基硅氧化物陶瓷薄膜摩擦磨损性能研究[A];2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C];2006年
6 曲德毅;高志强;吴哲;;快速离子氮化工艺研究及应用[A];第十一届沈阳科学学术年会暨中国汽车产业集聚区发展与合作论坛论文集(信息科学与工程技术分册)[C];2014年
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1 王跃明;钨及钨合金零部件等离子喷涂近净成形技术研究[D];中南大学;2011年
2 张兄文;固体氧化物燃料电池及其混合系统的多级建模与仿真研究[D];西安交通大学;2008年
3 李彬;氧化铈基和磷灰石型硅酸镧基电解质材料的研究[D];清华大学;2010年
4 夏校良;阳离子掺杂稀土锆酸盐的有序无序转变与电学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 李娟;微纳米结构SOFC复合阴极的构筑及其表征[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 李东刚;异质金属体系扩散行为和界面反应的强磁场控制研究[D];东北大学;2009年
7 黄贞益;低合金高强度钢成分—组织—性能控制与再制造[D];南京理工大学;2012年
8 李爱农;疏浚工况泥沙磨损机理及其耐磨新材料研究[D];武汉理工大学;2003年
9 黄金田;木材化学镀镍及木质电磁屏蔽材料的制备[D];北京林业大学;2004年
10 吴峻岭;新型牙用烤瓷支架钴铬合金金瓷结合的研究[D];四川大学;2005年
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1 苏志俊;稀土元素对Ni60自熔性合金涂层组织和性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 谷琳;数据挖掘在陶瓷涂层制备中的应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 相珺;激光束扫描方式对40Cr表面改性层组织性能的影响[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 孙丽月;纯铜表面金属夹嵌陶瓷复合涂层技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 李煌;Fe-C-Cr-V-Ti系高硼堆焊合金显微组织及耐磨性研究[D];湘潭大学;2010年
6 林航昇;阳极负载IT-SOFC电解质薄膜的制备及性能研究[D];昆明理工大学;2010年
7 李召伟;水性锌—铝基金属微粉涂层的选料及涂层组织性能研究[D];昆明理工大学;2009年
8 孔向阳;冷作模具钢表面TD法盐浴渗钒工艺及应用研究[D];东华大学;2011年
9 闫兴贵;基于红外测温镁合金表面激光熔凝及其温度场数值模拟研究[D];太原理工大学;2011年
10 杨爱宁;DD6铸件化学铣切工艺及机理研究[D];沈阳工业大学;2011年
【二级参考文献】
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1 贺连星,温廷琏,吕之奕;流延法制备陶瓷燃料电池电解质膜的研究进展[J];材料科学与工程;1997年03期
2 于兴文,黄学杰,陈立泉;固体氧化物燃料电池研究进展[J];电池;2002年02期
3 赵兵,卢立柱,谢慧琴;中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质材料[J];稀土;1998年04期
4 戴学刚;固体氧化物燃料电池材料的发展前景[J];中国有色金属学报;1998年S2期
【相似文献】
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1 由宏新;刘国东;丁信伟;陈刚;阿布里提·阿布都拉;;YSZ包覆NiO阳极的SOFC发电性能(英文)[J];中山大学学报(自然科学版);2007年S1期
2 周玲;李萍;颜幼平;;微生物燃料电池阳极碳材料对产电性能的影响[J];安徽农业大学学报;2011年04期
3 杨遇春,郑有国;锂离子电池材料新进展[J];电池;1998年04期
4 宋粤华;非化学计量氮化锂基锂离子电池阳极材料研究[J];盐湖研究;2002年02期
5 杨兵初;唐成颖;刘志坚;;热电池新型阳极材料Li-B合金研究进展[J];材料导报;2004年05期
6 谢吉虹;郑颖平;查燕;孙岳明;孙柏旺;;甲烷为燃料的中温固体氧化物燃料电池阳极材料研究进展[J];江苏化工;2007年04期
7 余琨;宋觉敏;蔡志勇;杨军;薛新颖;雷路;;镁及镁合金电池阳极材料的研究、开发及应用[J];金属功能材料;2010年04期
8 尹立辉,高俊奎,邱瑞珍;锂离子蓄电池电镀锡阳极材料的研究[J];电源技术;2005年11期
9 刘世永;王宇新;许莉;;降低水电解中阳极析氧过电位的研究进展[J];电池;2006年02期
10 李彦;吴金星;赵大治;魏新利;;柠檬酸-硝酸盐法制备中温SOFC材料[J];郑州大学学报(工学版);2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨俏;王鑫;刘延坤;冯玉杰;;MFC阳极材料预处理方法与电子传递机制影响机制研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 高凌;李佳;丁锡锋;郭露村;;浸渍法制备Ni/YSZ固体氧化物燃料电池阳极材料[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
3 李松丽;王绍荣;王元松;聂怀文;温廷琏;;La_(0.85)Sr_(0.15)Cr_(0.9)Ni_(0.1)O_3(LSCN)作为SOFC阳极材料的制备和性能[A];庆祝中国硅酸盐学会成立六十周年固态离子学分会学术研讨会论文集[C];2005年
4 王丽欣;由宏新;郁丽;阿布里提·阿布都拉;;以干甲烷为燃料的SOFC阳极反应及材料的研究进展[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
5 刘江;Scott A Barnett;;直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池阳极研究进展[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 刘继波;钟晖;戴艳阳;钟海云;;一氧化钛作为电解电容器阳极材料的研究[A];第五届全国稀有金属学术会议专辑[C];2006年
7 贾莉;吕喆;陈孔发;沙雪清;李国卿;苏文辉;;预烧后的YSZ粉体对Ni/YSZ阳极性能的影响[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
8 贾莉;吕喆;陈孔发;沙雪清;李国卿;苏文辉;;预烧后的YSZ粉体对Ni/YSZ阳极性能的影响[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
9 徐甲强;张海林;潘庆谊;向群;李超;;水热合成工艺对Zn_2SnO_4纳米晶形貌及电化学性能的影响(英文)[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文集(一)[C];2007年
10 沈哲敏;孙克宁;王振华;乔金硕;张乃庆;;造孔剂对SOFC性能的影响[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨裕生;“电极”与“电池”存储的能量别混淆[N];科技日报;2008年
2 墨梅;中科院研制燃料电池新阳极材料[N];中国化工报;2008年
3 记者  邰举;韩开发出纳米材料阳极涂布技术[N];科技日报;2007年
4 赵静;新型耐高温铝合金牺牲阳极填补国内空白[N];中国有色金属报;2005年
5 太子;放眼看元件[N];电脑报;2004年
6 武加强;泰山铝业:节能降耗发展之路[N];中国有色金属报;2006年
7 万鹏;钽电容,追求极致性能的选择[N];电脑报;2008年
8 阿亮;电池危机何时解决?[N];中国电脑教育报;2003年
9 ;不把一名下岗职工推向社会[N];新华每日电讯;2002年
10 杨建华;中原油田防偏磨技术国内领先[N];中国石化报;2005年
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1 张磊磊;双钙钛矿固体氧化物燃料电池阳极材料的性能研究[D];吉林大学;2010年
2 张磊;流延和湿粉喷雾制备固体氧化物燃料电池阳极和电解质的研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 王涵多;管式阳极支撑固体氧化物燃料电池的制备和性能研究[D];华南理工大学;2012年
4 贺贝贝;中温固体氧化物燃料电池新型阳极材料的制备和性能表征[D];中国科学技术大学;2012年
5 丁姣;低成本阳极支撑型膜电解质固体氧化物燃料电池的研究[D];华南理工大学;2010年
6 刘立敏;固体氧化物燃料电池镍基阳极改性及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
7 刘蓓蓓;固体氧化物燃料电池的新型电解质和阳极材料[D];中国科学技术大学;2012年
8 朱秀芳;中温H_2S固体氧化物燃料电池阳极材料的制备及性能研究[D];南京理工大学;2012年
9 杨超;阳极支撑型固体氧化物燃料电池内多物理场传递过程的机理与数值分析[D];大连海事大学;2013年
10 潘伟平;阳极孔和界面微结构对SOFC的电极极化与性能影响研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王昊昱;阳极材料的优选及其对微生物燃料电池产电性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 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
3 温志宇;Ni_(0.6)Cu_(0.4)BaO_x阳极材料的制备及性能研究[D];大连理工大学;2011年
4 李文渊;固体氧化物燃料电池铜基阳极的性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 胡劲松;基于有机凝胶和多孔硅的锂离子电池阳极材料的制备和性能研究[D];河北师范大学;2002年
6 方亮;中温SOFC复合阳极Ni-LCCM/LSCM-GDC的性能研究及其表面反应动力学分析[D];新疆大学;2010年
7 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
8 张代生;固体氧化物燃料电池阳极材料Ni-SDC和Ni-GDC的制备及性能研究[D];吉林大学;2006年
9 侯冰雪;阳极微观结构对平板式IT-SOFC单电池性能影响研究[D];景德镇陶瓷学院;2011年
10 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
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