钙钛矿型中温固体电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ的制备

以硝酸盐为前驱体合成了具有钙钛矿结构的中温固体电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)。用XRD和SEM分析了样品钙钛矿相的形成过程和显微结构,用直流四电极法测试了电解质的氧离子电导率。研究结果表明:经1 450℃煅烧6 h后得到LSGM单相结构,800℃时的电导率为6.8×10-2S.cm-1,高于同温下钇稳定氧化锆(YSZ)样品的电导率,表明LSGM更适合做中温固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质材料。     

La_2O_3-CaO复合添加对Ni-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)阳极电化学和抗积碳性能的影响

通过甘氨酸硝酸盐法合成出添加0~6 mol%La_2O_3-CaO的NiO-SDC(Sm0.2Ce0.8O1.9)复合阳极(La_2O_3-CaO/NiO-SDC)粉体,以SDC为电解质、BSCF(Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ)为阴极构建SOFC单电池。考察了La_2O_3-CaO添加对Ni-SDC阳极微观组织和电化学性能等的影响;以乙醇为燃料气测定单电池的电化学性能和阳极的抗积碳性能。实验结果表明,La_2O_3-CaO/NiO-SDC复合阳极主要由NiO和SDC相组成,而La_2O_3和CaO的存在状态与其加入量有关。La_2O_3-CaO的加入,使复合阳极的电导率有所降低。添加少量La_2O_3-CaO阳极的SOFC单电池在乙醇燃料中的电池性能有所增加,800℃时添加2 mol%La_2O_3-CaO的Ni-SDC阳极的单电池最大输出功率为377.79 m W·cm-2,而Ni-SDC阳极单电池的最大输出功率仅158.86 m W·cm-2。此外,La_2O_3-CaO的添加有效减少了Ni-SDC阳极单电池在乙醇燃料中的积碳,提高了电池的运行稳定性。     

SOFC氧离子导体电解质材料的研究进展及性能优化策略

典型的固体氧化物燃料电池(SOFC)由致密电解质、多孔阴极和阳极三部分构成。其中,电解质介于阴极和阳极之间,是一种具有全固态结构的氧化物陶瓷材料。电解质是SOFC的核心部件之一,是电池工作温度和电池性能的决定性因素。目前,对于高温电解质材料的研究与应用已经相对成熟。但是,在电池高温运行条件下,会导致电极和电解质界面反应、密封困难及使用寿命变短等问题。因此,SOFC电解质的发展逐渐趋向于中温化。但随着工作温度的降低,电解质欧姆阻抗(Ro)势必增大,使得电池的电导率下降。基于此,电解质在中温下的性能提升以及优化近年来备受关注。文中综述了几种不同类型的氧离子导体电解质最新研究进展,并论述了SOFC中低温运行条件下电解质性能提升的主要优化策略。     

掺杂LaGaO3中温固体氧化物燃料电池电解质

叙述了掺杂LaGaO3(LSGM)作为优良的中温SOFC电解质的研究现状.在800℃左右,10-16≤PO2≤105Pa氧分压范围内,LSGM几乎是单纯的氧离子导体,具有较高的电导率,σ大于或等于0.1S/cm,而且长期保持稳定.在LSGM中掺杂少量低价金属阳离子,可望提高LSGM的电导率.LSGM存在的主要问题是Ga的蒸发.LSGM粉末的制备方法主要有3种:固态反应法、尿素法和Sol-gel法.     

SOFC中低浓度干甲烷在Ni/YSZ阳极上的反应

固体氧化物燃料电池(SOFC)趋向于直接使用甲烷天然气为燃料,确定甲烷在固体氧化物燃料电池阳极发生的化学与电化学反应非常重要.以Ni/YSZ为阳极、YSZ板做电解质、LSM为阴极,用涂浆法制作电解质支撑的电池,研究低浓度干甲烷在固体氧化物燃料电池中的反应.改变甲烷浓度、电池工作温度、电解质厚度,用在线色谱测量不同电流密度下,阳极出口气体产生速率.根据阳极出口气体产生速率变化,分析干甲烷在阳极的反应变化.通过氧消耗计算和转移电子数的分析,说明甲烷在电池阳极发生不同类型的反应.电流密度小时,甲烷发生部分氧化反应.电流密度大时,发生氢氧化和CO氧化,部分甲烷发生总反应为完全氧化的反应.部分甲烷发生完全氧化反应的同时,部分甲烷仍发生部分氧化反应,但其反应速率随电流密度增加逐渐降低.甲烷浓度和试验温度增加,甲烷开始发生完全氧化的电流密度增加.     

实心多孔支撑体全膜化微型固体氧化物燃料电池的制备及性能

提出一种实心多孔支撑体全膜化微型固体氧化物燃料电池(micro solid oxide fuel cell,μSOFC)设计模型.电池用氧化钇部分稳定的氧化锆[(ZrO2)0.97(Y2O3)0.03,partially stabilized zirconia,PSZ]多孔陶瓷作为支撑体,在其上制备NiO-YSZ阳极层,分别采用离心和浸渍两种成膜工艺制备YSZ电解质膜,以La0.8Sr0.2MnO3-YSZ复合材料为阴极,对组装好的单电池进行了电化学性能测试.在850℃和800℃时,离心沉积工艺制备的单电池最大输出功率密度分别为286 mW/cm2和254 mW/cm2,而浸渍涂布法制备单电池的最大输出功率密度则分别达到572 mW/cm2和388 mW/cm2.电化学阻抗谱显示;电极极化是影响电池性能的主要因素.     

固体氧化物燃料电池阳极材料La_xSr_(2–x)MgMoO_(6–δ)的结构与电化学性能

通过柠檬酸络合法合成了La_xSr_(2–x)MgMoO_(6–δ)(LSMM)阳极材料。利用X射线衍射和扫描电子显微镜分析样品的物相结构、微观形貌及与电解质的化学相容性,采用四端引线法测试材料的电导率,利用电化学工作站测试其阳极阻抗特性,并以La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_3(LSGM)为电解质、PrBaCo_2O_(5+δ)为阴极制备了单电池,测试功率密度。结果表明:空气中La的掺杂量小于0.2(摩尔分数)时,还原后La的掺杂量可以达到0.6,La的掺杂导致晶胞体积增大。La掺杂的Sr_2MgMoO_6(SMMO)与电解质LSGM、Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(2–δ)(GDC)在1 250℃煅烧10 h,均没有杂质相生成,具有良好的化学相容性。La掺杂显著提高了SMMO的电导率,800℃、5%H2/Ar气氛中,La_(0.6)Sr_(1.4)MgMoO_(6–δ)的电导率为40 S/cm。La的掺杂降低了阳极材料的极化电阻,提高了电池功率密度。     

固体氧化物燃料电池电解质制备方法的研究

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种绿色能源得到了广泛关注,SOFC中关键材料是电解质,LaGaO_3基固体电解质(LSGM)不仅离子电导率高,而且在电池工作时稳定性好,因此成为了研究焦点。本文综述了制备中低温固体氧化物燃料电池电解质LSGM的三种方法,包括传统的固相反应法、高温高压法和溶胶凝胶法;介绍了各种方法的流程以及它们各自的优缺点。     

晶体结构对LaGaO3基固体电解质电性能的影响

用Raman光谱和直流四电极法分别研究了La0.9Sr0.1Ga0.9Mg0.1O2.9(LSGM1010),LaGa0.8Mg0.2O2.9(LMG20)和La0.8Sr0.2Gao2.9(LSG20)的晶体结构和离子电导率。Raman分析显示LSGM1010和LGM20具有对称性较高的菱方钙钛矿结构,而LSG20具有低对称性的斜方钙钛矿结构.电性能测试发现LSGM1010和LGM20有相近的离子电导率,而且都比LSG20在相同的温度下高近一个量级。结构分析发现在掺杂LaGaO3中高对称性的晶体结构有利于获得高的离子电导率。在光电子能谱(XPS)分析的基础上对产生这种现象的物理原因进行了解释。     

液相进样直接甲醇燃料电池性能研究

报道了用研制的Pt-Ru/C催化剂, 采用特殊工艺制备了膜电极, 并组装了直接甲醇质子交换膜单电池系统。考察了电极扩散层制备方法、催化剂层中催化剂、Teflon-C以及Nafion液的用量等电极制备工艺条件以及空气作为氧化剂对单电池性能的影响。结果表明：采用刷涂法制备电极扩散层比喷涂法好,催化剂层中催化剂的优化含量为0.6mg·cm-2,Teflon-C、Nafion液的最佳用量分别为0.3 mg·cm-2、0.5 mg·cm-2。当工作温度为80℃时,输出电压为0.3V,氧气作为阴极气体的输出电流密度为36mA·cm-2;而空气作为阴极气体的输出电流密度为22.5mA·cm-2。膜电极有效面积为9cm2的的液相进样直接甲醇/氧气燃料电池三电池电堆的最大功率为0.285W,此时输出电压为0.7V,输出电流为0.407A;而液相进样直接甲醇/空气三电池电堆的输出电压为0.635V,输出电流为0.252A时,最大功率为0.160W。     

固体碱催化剂的研究进展

综述了固体碱的种类,选择一些以固体碱作为催化剂的反应来说明固体碱催化剂的应用,着重介绍了固体碱催化剂在有机反应中的应用,并做简短的论述,进而对固体碱催化剂的研究作了展望。     

固体酸催化剂应用

随着环境意识的加强以及环境保护要求的日益严格,固体酸催化剂已成为催化化学的一个研究热点。介绍了国内外固体酸催化剂特点及其应用的最新进展,包括负载型固体酸和分子筛负载型固体酸催化剂,并提出固体酸催化剂研究展望。     

固溶体补强增韧的机理

本文主要对无机非金属材料晶体因固溶外来离子而对晶体强度和韧性的贡献进行阐述。本文从固溶类型、点阵畸变、畸变应力着手进行讨论。     

固体超强酸催化剂改性研究进展

负载型固体超强酸是近年来发展的一种新型催化材料 ,对许多化学反应有较好的催化活性、选择性及重复使用性能 ,并可催化许多均相反应难以进行的各种化学反应。综述了国内外此类催化剂改性研究的最新进展 ,包括载体、促进剂、制备条件、酸中心结构的研究、利用纳米技术制备固体超强酸催化剂。讨论了固体超强酸催化剂理论及催化剂现代表征方法 ,催化剂酸中心形成、失活机理 ,固体超强酸催化剂的应用。最后指出了今后固体超强酸催化剂的发展方向     

液固环流反应器中固体流速及固含率分布

对液固环流反应器中固体的流动行为进行了考察。采用互相关技术测量固体的流速。通过实验得出了反应器内固体流动的完全分布状况。实验结果表明,在导流筒内,固体速度在轴向上有一个突变的区域,在径向呈"M"型分布;固体相含率在轴向上符合散式流态化的规律,在不同的径向位置固含率是不同的。在环隙中,固体速度和相含率的分布都比较均匀。     

用于制备生物柴油的固体催化剂研究进展

简单介绍了生物柴油及其制备方法,重点综述了近年来国内外利用固体酸催化剂、固体碱催化剂制备生物柴油的研究进展和应用现状,并对生物柴油用固体催化剂的研究前景进行了展望。     

氧化锆负载硝酸盐固体碱催化剂的制备与表征

氧化锆分别用NaNO3、KNO3、Ca(NO3)2浸渍,经高温焙烧制得Na2O/ZrO2、K2O/ZrO2、CaO/ZrO2固体碱催化剂,将其用于碳酸二甲酯和异辛醇酯交换合成碳酸二异辛酯的反应。通过XRD、FT-IR、BET等表征手段,分析了催化剂的物相结构、硝酸盐与载体的相互作用及焙烧温度对催化剂活性的影响。结果表明,Na2O/ZrO2、K2O/ZrO2、CaO/ZrO2固体碱催化剂分别在600,500,700℃达到各自活性的最大值。Na2O/ZrO2具有高活性和高稳定性,K2O/ZrO2活性高,但是稳定性较差。     

羧酸酯化催化剂的研究进展与展望

本文参考了国内外有关酯化催化剂的文献,分门别类地阐述了酯化催化剂研究的进展情况,并对其发展前途作了预测。     

ZrO2基固体电解质研究进展

本文回顾了在ZrO2基固体电解质材料电性能研究方面所取得的进展，着重对这类材料组成与电性能之间的关系进行了评述。     

低共熔酶促反应技术

对低共熔固 -固底物体系中的酶促反应的基本原理、应用、主要影响因素、热力学和动力学及控制机理作一简介 ,并分析该类酶促反应技术的工业放大可能性及主要要解决的问题。