低温燃烧法制备中温SOFC电池负极 NiO/Ce0.7La0.3O1.85复相粉体

以La(NO3)3、Ce(NO3)3、Ni(NO3)2和有机燃料为原料,采用低温燃烧法制备NiO/Ce0.7La0.3O1.85复合粉体,讨论了燃烧合成过程中氧化物与有机燃料的比率及点火温度对反应产物性质的影响.结果表明随着比率的增大,粉体的结晶性和比表面积增大.当氧化物与燃料的比例为21时,可成功合成结晶充分的粉体,但点火温度对粉体的影响不大.通过对粉体的SEM、TEM、表征,结果表明低温燃烧合成的NiO/Ce0.7La0.3O1.85粉体细小且分散均匀,比表面积达4.32m2·g-1,一次颗粒粒径为0.5μm～5μm.     

中温SOFC电池阳极NiO/Ce0.7La0.3O1.85的性能研究

以La(NO3)3、Ce(NO3)3、Ni(NO3)2和有机燃料为原料,采用低温燃烧法制备一系列不同NiO含量的NiO/Ce0.7La0.3O1.85复合阳极粉体,对制备的阳极材料的显微结构、电导性能、热膨胀性能以及电化学催化活性进行了全面的研究.结果表明具有很好的微观均匀性,较高的电催化活性.     

NiO包覆YSZ固体氧化物燃料电池阳极材料的制备研究

采用包覆沉淀法制备NiO包覆YSZ阳极粉.用包覆沉淀法在YSZ颗粒表面均匀包覆一层氧化镍,600 ℃下煅烧得到NiO-YSZ固体氧化物燃料电池阳极粉.应用此材料制备的SOFC阳极在1400℃烧结4 h.经过SEM扫描电镜分析,高温电导测试,用这种方法制备的SOFC阳极中,NiO分布更加均匀,YSZ、NiO交替排布并有效的连接在一起,使阳极结构得到优化,电池性能提高.     

固体氧化物燃料电池Ni/SDC阳极材料的制备与表征

采用一种改进的均相共沉淀法一缓冲溶液法合成出NiO-Ce0.8Sm0.2O1.9复合粉体,对其相组成和粒度进行了表征.以NiO-Ce0.8-Sm0.2O1.9复合粉体为原料制备出固体氧化物燃料电池Ni/SDC阳极材料,对其微结构和相关性能进行了测试分析,并与由机械混合NiO-SDC粉体所制备的Ni/SDC材料进行了比较.结果表明,通过缓冲溶液法合成的NiO-SDC粉体具有纳米级粒度,以其制备的Ni/SDC阳极材料比由机械混合粉体所制备Ni/SDC材料的晶粒度和孔隙更为均匀和细小,电导率也更高,且以此为阳极的SOFC单电池表现出更优异的电池性能.     

NiO包覆YSZ固体氧化物燃料电池阳极材料的制备研究

采用包覆沉淀法制备NiO包覆YSZ阳极粉。用包覆沉淀法在YSZ颗粒表面均匀包覆一层氧化镍，600℃下煅烧得到NiO-YSZ固体氧化物燃料电池阳极粉。应用此材料制备的SOFC阳极在1400℃烧结4h。经过SEM扫描电镜分析，高温电导测试，用这种方法制备的SOFC阳极中，NiO分布更加均匀，YSZ、NiO交替排布并有效的连接在一起，使阳极结构得到优化，电池性能提高。     

SOEC多层复合阳极的制备及性能研究

采用共沉淀-共沸蒸馏法合成锶掺杂的锰酸镧(LSM)粉体,在此基础上制备了LSM与钇稳定的氧化锆(YSZ)的复合材料,并研究了该材料应用于固体氧化物电解池(SOEC)阳极的性能.通过XRD、TEM、SEM等手段分析了该材料的化学稳定性及微观结构.通过动电位扫描以及电化学阻抗谱(EIS)研究了该阳极材料的电化学性能.TEM分析显示共沉淀-共沸蒸馏法在减小粉体粒径方面要优于传统的共沉淀方法.SEM结果显示经过1200 ℃,2 h的烧结后,复合阳极与电解质结合紧密,阳极材料内部孔隙均匀,YSZ与LSM两相各自形成连通的网络结构.对不同组成和不同结构的阳极复合材料的电化学性能进行了测试,结果显示多层的阳极结构增加了三相界面(TPB)的长度.     

甘氨酸-硝酸盐法制备NiO-Sm掺杂CeO2复合阳极粉末研究

采用甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成了中温固体氧化物燃料电池NiO-SDC复合阳极粉末。通过XRD和扫描电子显微镜对不同甘氨酸／金属离子摩尔比合成的复合粉末的结构和形貌进行了研究。XRD结果表明，直接燃烧合成的复合粉末除了NiO和CeO2的衍射峰外，还有Ni2O3衍射峰存在，粉末经900℃煅烧2h后Ni2O3峰消失，表明形成了NiO-SDC复合阳极粉末。氢气条件下的热重分析表明，复合粉末中NiO和SDC两相比例与溶液组分配比基本一致。制备的不同NiO含量薄膜阳极的电解质支撑单电池性能测试结果表明，阳极为60％NiO-SDC的单电池具有最高的开路电压。     

BaO修饰的Ni_(0.5)Cu_(0.5)O_x-YSZ阳极的制备及性能

阳极积碳会导致直接氧化甲烷型固体氧化物燃料电池(SOFCs)的性能衰减,为增加甲烷燃料中电池的稳定性,采用硬模板法与分次浸渍法制备Ba O/Ni_(0.5)Cu_(0.5)O_x包覆柱状YSZ复合阳极材料,制作单电池BaO/Ni_(0.5)Cu_(0.5)O_x-YSZ/YSZ/LSM,并进行电性能与长期稳定性测试。用SEM(扫描电子显微镜)与EDS(能谱议)对实验后的阳极结构与表面成分进行观察与分析。结果表明:在800℃的甲烷环境下,单电池的最大功率密度为323m W/cm~2;运行100h后,电压降只有2.12%。实验后的阳极SEM像表明,阳极呈立体多孔结构,有利于燃料气体与反应废气的扩散;催化金属颗粒均匀包覆着柱状YSZ,扩大了电化学反应区域。EDS能谱分析表明,有少量积碳形成,阳极孔道未被堵塞,证明了阳极结构的稳定。单电池稳定性的增强归功于立体多孔阳极的制备与碱性氧化物BaO的加入。     

三层共烧制备LaCrO3基连接体/复合阳极/YsZ电解质的研究

将La_0.7Ca_0.3Cr_0.97O_3-δ（LCC）连接材料引入到NiO/YSZ阳极中,制备NiO/YSZ/LCC三相复合阳极,并进行烧结特性、微观结构、电导率、热嘭胀系数等性能对比测试.结果表明,NiO/YSZ/LCC新型复合阳极具有优良的综合性能.采用浆料浸渍法在NiO/YSZ/LCC阳极戈撑体两个表面上分别制备LCC和YSZ湿膜,1400℃空气条件下三层共烧4 h后,获得致密LCC连接体和YSZ电解质薄膜.     

纳米NiO-YSZ复合粉体原位合成及电极微结构修饰

采用氨水沉淀原位合成法制备了NiO-YSZ(Y_2O_3稳定的ZrO_2)复合粉体,通过XRD、FESEM研究了溶液pH值对粉体性能的影响,并用干压法和丝网印刷法将氢电极分为支撑层(500 μm)、过渡层(20 μm)和功能层(10 μm)三层进行梯度化制备,采用YSZ/SDC双层电解质,通过共烧结技术将SDC(Sc掺杂CeO_2)(6 μm)作为YSZ(4 μm)电解质和Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_(3-δ)(BSCF,20 ìm)氧电极的隔离层.结果表明,合成NiO-YSZ复合粉体的最佳pH值为8.5,粉体呈泡沫状团聚,NiO的平均晶粒粒径为13 nm,产率为94.5%.850 ℃时制备的单体SOEC在70%、80%和90% 3种水蒸气含量的氢电极气氛下,电解池在1.5 V的产氢速率分别为266、381和558 N·mL/cm~2·h.在850 ℃、90%水蒸气含量的氢电极气氛下,以0.33 A/cm~2恒流电解1 h前、后的电解电压分别为1.09和1.16 V,电解池具备较好的稳定性.