掺杂氧化铈-碳酸盐燃料电池复合电解质

介绍了用于中低温固体氧化物燃料电池的掺杂氧化铈-碳酸盐复合电解质体系,分析了组成和微结构对材料电导率和输出性能的影响,总结了已提出的多离子传导机理,探讨了材料的多种应用体系。     

沉淀法合成阳极材料NiO及其SOFC性能研究

用硝酸盐-氨水沉淀法合成了NiO纳米粉体,X-射线粉末衍射结果表明样品为面心立方结构,颗粒的平均粒径为25 nm,以此纳米NiO为原料制备NiO-YSZ阳极。在NiO-YSZ阳极上用离心沉积方法制备了一层10μmYSZ薄膜,扫描电子显微镜测试结果表明阳极和电解质薄膜之间接触良好。采用La0.7Sr0.3MnO3-YSZ阴极,单电池在800℃时的最大比功率为0.72 W/cm2,测试结果还表明该阳极具有合适的孔隙率,说明采用硝酸盐-氨水沉淀法合成的NiO可以制备固体氧化物燃料电池的阳极。     

地下气化煤气在SOFC中的应用前景

介绍了中国矿业大学的部分煤炭地下气化试验 ,试验煤气主要可燃成分为H2 、CO、CH4,含量分别为 48%～ 65 %、9%～ 2 5 %和 7%～ 16% ,适用于做固体氧化物燃料电池 (SOFC)的燃料。将煤炭地下气化与SOFC结合起来建成高效、清洁的坑口电站 ,在我国有广阔的应用发展前景     

中低温SOFC电解质材料研究新进展

综述了近年来国内外用于中低温固体氧化物燃料电池的CeO2基、Bi2O3基、钙钛矿类和磷灰石类电解质材料的研究进展和发展趋势,分析了对电解质性能产生影响的因素,指出了今后研究中亟待解决的问题,讨论了颇受关注的低温下具有低活化能和高氧离子电导率的磷灰石类新型电解质材料。     

中低温SOFC钙钛矿型阴极材料的研究进展

阐述了钙钛矿材料的结构和渗氧特征,总结了目前中低温(400～750℃)固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料钙钛矿系列ABO3型、K2NiF4型、YBa2Cu3O7-δ(YBCO)型和BiVOx型氧化物的研究现状.     

电泳沉积在制备SOFC电解质膜中的应用

利用电泳沉积技术制备固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质膜具有一些突出的优点,在此领域的研究近年来取得了很大的进展。综合介绍了电泳沉积技术在制备SOFC电解质膜中的应用研究情况,其中包括电泳沉积的基本原理、胶体悬浮液的配置、沉积基体的选择以及沉积工艺参数的影响。重点评述了悬浮液配置方面的问题,分析了电解质颗粒、溶剂以及各种添加剂的选择和处理方法。     

钙钛矿型SOFC阴极材料的研究进展

阴极是固体氧化物燃料电池(SOFC)的重要部件之一,阴极的性能对SOFC的性能(尤其是低温SOFC的性能)起着决定性的作用,阴极的界面电阻是整个电池电阻的70%～85%.ABO2型钙钛矿稀土复合氧化物是目前最普遍应用的固体氧化物燃料电池的阴极材料,钙钛矿材料的结构特点决定了该材料具有电子-离子混合导电性.对固体氧化物燃料电池阴极材料的催化机理、制备方法、复合梯度阴极进行了详细的描述,并提出了通过改善微结构来提高低温阴极材料的性能是今后发展的主要方向.     

CeO_2基中温复合电解质材料的研究进展

在固体氧化物燃料电池(SOFC)的研究中,实现电池的中温化是近年来研究的热点,而电解质材料在中温范围内的性能优化是实现电池中温化的关键。简述了近年来国内外CeO_2基中温复合电解质材料的研究现状及发展趋势,重点评述了掺杂CeO_2/过渡金属氧化物、掺杂CeO_2/掺杂LaGaO_3、掺杂CeO_2/无机盐以及掺杂CeO_2/Al_2O_3复合电解质为代表的CeO_2基中温复合电解质体系的结构设计、制备、第二相材料对基体电解质材料电化学性能的影响和单电池性能提升的机制,并对复合电解质材料的发展前景进行了展望。     

两种不同阳极材料SOFC的性能及阳极反应机制

简述了两种不同燃料电池Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ａｇ和Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ｎｉ／ＹＳＺ燃料的研制,并测试了这两种电池的开路电压随运行温度的变化关系。实验表明,随温度的升高,开路电压的增长表现出阶段性增加,且其增长速率与所采用的电极材料有直接的关系。从材料的结构和性能分析这两种燃料电池的不同阳极材料的反应机制,认为对于采用电子型导电阳极Ａｇ的Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ａｇ燃料电池,其电化反应区域主要在三相界面（Ａｇ电极／电解质／气体）;而对于采用具有电子－离子混合导电能力阳极的Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ｎｉ／ＹＳＺ燃料电池,其电化反应区除三相界面外,还将扩展到两相界面（电极／气体）,且这种混合导电的电极能改善电池的性能。     

固体氧化物燃料电池研究--10%Cu-Ce0.15Zr0.85O2作阳极材料

以10%Cu-Ce0.15Zr0.85O2为阳极、Pt为阴极和参考电极,组装了固体氧化物燃料电池(SOFC)单电池并进行了测试,考察了操作温度、甲烷流量等对电池性能的影响,发现提高操作温度以及在阳极材料中添加CeO2可以显著改善电池性能。升高温度,阳极极化曲线中的极限电流密度值随之上升;阳极中CeO2含量为10%时,功率最大值由未加时的4.10 mW/cm2增大至9.76 mW/cm2,对应的电流密度由12.22 mA/cm2增大至35.7 mA/cm2。甲烷的流量对电池开路电位有显著的影响,但当甲烷流量在18 mL/min以上时,其影响已十分微弱。     

锂离子电池正极材料稀土掺杂的研究进展

总结了各种常用锂离子电池正极材料的优点和缺陷;论述了近年来锂离子电池正极材料稀土掺杂的研究进展;重点介绍了不同掺杂工艺、稀土掺杂元素种类、掺杂量对正极材料结构、形貌、电化学性能的影响。     

CeO2阻挡层在SSZ基SOFC中的研究进展

回顾了Sm和Gd掺杂的CeO2阻挡层(SDC和GDC)在Sc稳定的ZrO2(SSZ)基固体氧化物燃料电池(SOFC)中的发展历史以及目前发展状况,分析了粉体的制备方法、阻挡层的沉积工艺、陶瓷烧结工艺对CeO2阻挡层性能的影响。从材料的化学相容性和热膨胀匹配等方面阐述了制备CeO2阻挡层的目的,对CeO2阻挡层大大提高电极性能进行了详尽的机理分析。指明了CeO2阻挡层的重要作用和发展前景。     

LiCoO2掺杂稀土元素研究

采用高温固相合成法制备了掺杂稀土元素的锂离子电池的正极材料LiCo1-xRxO2(R=稀土元素Y,La,Tm,Gd,Ho;x=0.01,0.02,0.03).对它们进行了XRD和SEM测试,用合成出的材料组装成电池进行充放电容量测试,结果发现:掺杂了1%的Y和La的正极材料初始充电容量分别达到了174 mAh/g和159 mAh/g,初始放电容量分别达到了154 mAh/g和149 mAh/g;在充放电10次后,它们的放电容量分别稳定在138 mAh/g和139 mAh/g.     

碱锰电池负极添加稀土氧化物的研究

研究了在负极中添加氧化镨、氧化铈,对碱性锌锰电池性能的影响.结果表明:添加氧化镨,能降低电池的内阻、提高电性能,尤其是贮存性能,加入量为负极的0.2%时,电池贮存性能提高5%左右;添加氧化铈能改善电池的析气量,加入量为负极的0.8%时,析气量降低30%以上.     

络合燃烧法制备LSCF-6428及其在SOFC中的应用

采用络合燃烧法以柠檬酸作为络合剂和燃烧剂于600℃下成功制备出了固体氧化物燃料电池(SOFC)的阴极材料La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.803-δ(LSCF-6428).采用XRD详细研究了LSCF-6428的成相过程及其与8YSZ[(Y203)0.08(ZrO2)0.92]电解质的反应特性.将LSCF-6428粉配制成浆后,经800℃煅烧就牢固地烧结在8YSZ表面,并且在与8YSZ接触一侧形成了一层致密层.通过扫描电镜仔细观察了电池的微观结构和LSCF-6428粉体煅烧前后的形貌变化,并据此分析了粉体具有高烧结活性的原因.最后采用伏安法和交流阻抗谱法研究了电池的电性能,结果表明,电池的峰值比功率在650、700 ℃和750 ℃下分别达到了406、558 mW/cm2和856 mW/cm2.     

Mg2+掺参杂对LiFePO4/C结构和性能的影响

以乙酸镁为镁源,用LiOH·H2O、Fe(NO3)3·9H2O、NH4H2PO4为原料,通过水溶液法制备了掺杂Mg2+的LiFePO4/C正极材料.用XRD、SEM、恒流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗谱(EIS)方法,研究了Mg2+掺杂对LiFePO4/C的结构、形貌及电化学性能的影响.研究结果表明:Mg2+掺...     

Mg~(2+)掺杂钛酸锂负极材料的制备与性能研究

以高温固相烧结法进行钛酸锂负极材料的制备,实验中分别采用未掺杂和少量Mg2+掺杂的方式。利用扫描电镜进行了形貌观察,利用X射线衍射仪对样品进行物相分析,还进行了室温恒流充放电测试。结果表明:掺杂少量的Mg2+后颗粒的粒度稍微增大,但未引起粉体材料结构的变化,掺杂少量Mg2+后改善了钛酸锂粉体的导电性,降低了粉体的极化现象,提高了充放电的循环容量及稳定性,充分证明Mg2+的掺杂是比较有效的。     

Al_2O_3掺杂对Co-Ni-Mn正极材料性能的影响

采用XRD分析和充放电测试,研究氧化铝(Al_2O_3)掺杂量x对锂离子正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)Mn_(1/3)Al_xO_2(x=0、1/40、1/20和1/10)性能的影响。当Al_2O_3掺杂量为1/20时,所得LiNi_(1/3)Co_(1/3-1/20)Mn_(1/3)Al_(1/20)O_2材料的结晶度较好且完整,混排度较低。以0.1 C在2.0~4.8 V充放电,正极材料的首次放电比容量为264.47 mAh/g,第20次循环的容量保持率为93.01%,库仑效率为98.37%。     

Dy2O3掺杂LiDyxMn2-xO4的合成及性能

采用类似溶胶-凝胶法合成稀土金属氧化物Dy2O3掺杂LiDyxMn2-xO4(x=0,0.01,0.02,0.05).通过XRD和恒流充放电测试了稀土金属元素Dy的掺杂对正极材料的结构以及电化学性能的影响.研究结果表明:当掺杂量x=0.02时,材料LiDy0.02Mn1.98O4具有较高的初始比容量(109mAh/g)和循环性能,50次循环后,容量保持率为95%.     

Effects of CeO2 Coating on Oxidation Behavior of TP304H Steel in High-Temperature Water Vapor

Oxidation behaviors of TP304H steel with electrophoresis deposited CeO2 coating in water vapor were studied at 610℃ -770℃ for 65 h. The results showed that CeO2 coating reduced effectively the oxidation rate of TP304H. Analysis with SEM and EDS showed the structure of oxide scale turned from multi-layer to mono-layer and oxide scale with high Cr content formed on the surface of CeO2 coating while inner oxidation disappeared. Based on test results and CeO2 characters that Ce ion can vary between Ce^4 and Ce^3 under oxygen-rich and oxygen-poor environment, it is concluded that CeO2 coating acts as a barrier to prevent oxygen inner diffusion and the partial oxygen pressure of CeO2 coating-substrate interface is limited. Cr first diffuses outward across CeO2 coating and forms oxide scale on the surface, which delays formation of Fe oxide.