氢电极预烧温度对丝网印刷YSZ电解质薄膜的影响

采用丝网印刷法制备了Y2O3稳定ZrO2(YSZ)电解质薄膜,并对固体氧化物电解池(SOEC)的NiO-YSZ氢电极预烧温度进行了优化。结果表明,NiO-YSZ氢电极适宜的预烧温度为1 000℃,YSZ电解质薄膜化后制备的SOEC在800℃、850℃和900℃三种电解温度下,1.50V时的产氢速率分别为386mL/(cm2.h)、255mL/(cm2.h)和142mL/(cm2.h)。采用丝网印刷法将YSZ电解质薄膜化制备后可以有效降低电解池的欧姆阻抗。     

稀土基固体氧化物燃料电池阴极材料的制备及应用研究进展

固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell, SOFC)是一种将化学能直接转化为电能的全固态电化学能量转化装置。阴极材料作为SOFC的重要组成部分，阴极材料显著影响着SOFC工作效率。稀土元素因具有独特的电子结构和氧化还原特性，被广泛的应用到SOFC阴极材料，以提升其性能，因此成为研究的热点。本文总结了稀土基SOFC阴极材料的制备方法及其应用研究进展，并展望了稀土基SOFC阴极材料未来的发展前景。     

固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全固态、绿色、经济、无污染、燃料选择性强的发电装置，在效能转化和环境友好能源应用方面拥有巨大的开发前景。研究表明，高温SOFC(800～1000℃)具有慢启动、高成本、高温存在组件之间扩散及老化、性能衰减速率快、密封和连接困难等一系列问题，相比之下中低温SOFC(600～800℃)稳定性好、成本低、启动快速、封接材料选择宽泛。因此，对中低温SOFC技术的开发与研究十分必要。SOFC的阴极的作用是传递电子、扩散氧、催化氧的还原反应及为氧的还原反应提供场所。然而，阴极缓慢的氧还原反应(ORR)动力学、不稳定性和极化损耗成为制约SOFC技术发展的主要挑战。阴极材料与电解质材料的热膨胀系数不匹配以及Cr中毒和CO₂,SO₂中毒等问题也对SOFC中低温化进程产生较大影响。介绍了氧离子传导、氧还原机制等内容，从组成和微观结构的角度出发，综述了近年来钙钛矿、双钙钛矿、类钙钛矿、尖晶石和其他结构类型SOFC阴极材料以及复合阴极材料的研究进展，并展望了未来固体氧化物燃料电池阴极材料进行性能优化和新型阴极材料开发的方向和策略。     

直接碳固体氧化物燃料电池钙钛矿阳极的研究进展

直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)作为一种全固态的能量转换装置，可直接将固体碳燃料中的化学能转化为电能，比起其他燃料电池具有更高的电效率和燃料利用率。然而，直接使用碳作为燃料还面临诸多挑战，如碳燃料低的电氧化活性和传质，以及阳极侧三相反应界面有限。其中，电池的阳极反应对电池的电化学性能起到关键性的作用。本文详细介绍了新型钙钛矿材料在直接碳固体氧化物燃料电池阳极上的应用，为未来DC-SOFC阳极材料的设计和研究提供了参考和方向。     

固体氧化物燃料电池的中低温化研究

中低温固体氧化物燃料电池(IT—SOFC)是目前固体氧化物燃料电池研究的热点和发展的趋势。对中低温固体氧化物燃料电池的研究现状进行了综述，重点对降低SOFC操作温度主要途径，如电解质薄膜化、新型高电导率电解质材料和高性能电极的研究等几方面进行了论述。     

低温固体氧化物燃料电池失效组织演变研究

低温固体氧化物燃料电池(LT-SOFC)因具有放电功率高、性能优异而广受关注,但目前此类电池的稳定性尚待提高以满足商用需求.本文使用LT-SOFC常用的材料体系(NCAL、SDC),采用共压法制备了样品并进行了放电试验.电池失效后对其组织进行了解剖,重点分析了失效组织演变行为,探索了引起电池失效可能的机制.本研究还采用...     

直接天然气火焰燃料电池阳极抗积碳的研究

采用流延法制备了阳极支撑型固体氧化物燃料电池(SOFC)。并通过浸渍法，在Ni-YSZ阳极表面制备了Ag-Sm₂O₃复合催化功能层。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)测试分析，发现Ni-YSZ阳极表面的Ag-Sm₂O₃催化功能层由纳米Ag-Sm₂O₃颗粒构成，纳米颗粒大小为几十纳米。该催化功能层和Ni-YSZ阳极构成了Ag-Sm₂O₃/Ni-YSZ复合阳极。在700～800℃温度范围内，以主要成分为CH₄的天然气为燃料，对电池片进行电化学测试。通过调整天然气流量，测试了电池片在700,750和800℃下的电化学性能。750℃时，浸渍了6.6×10^-3 g催化剂的阳极电池的峰值功率密度达到320 mW·cm^-2，比未浸渍催化剂的电池提高了一倍。电池片运行40 h后，电池性能未出现明显衰减，阳极表面无明显积碳。Ag-Sm₂     

新型固体氧化物燃料电池问世

日本产业技术综合研究所宣布,该所研究人员和美国同行研制出一种微型固体氧化物燃料电池,这种燃料电池添加了特殊的催化剂层,可大大降低电池的工作温度。     

CeO_2基固体氧化物燃料电池电解质研究

固体氧化物燃料电池(SOFCs)被誉为21世纪最具有发展潜力的能源技术之一.由于用稀土或碱土金属氧化物掺杂的CeO2在较低的温度下具有较高的氧离子电导率,是用作中低温固体氧化物燃料电池较理想的电解质材料.本文综述了近年来以掺杂的CeO2作电解质的SOFCs性能的研究情况,总结了提高、改善CeO2基固体电解质电性能的几种方法,并对今后的研究提出了自己的看法.     

固体氧化物电解池La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.503-δ-Ce0.8Gd0.2O2-δ梯度型复合阴极制备及性能研究

在氧化和还原条件下具有稳定结构的La0.75Sr0.25Cr0.5Mn05O3-δ(LSCM)钙钛矿型氧化物是固体氧化物电解池(SOEC)高温水蒸气电解的重要阴极材料之一.为改进LSCM基阴极的催化活性,优化电极反应的三相界面,本研究通过LSCM与Ce08Gd0.2O2-δ(GDC)按照不同摩尔比组合成3层结构的梯度型...     

微波合成固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xSrxMnO3的研究

采用微波技术合成了固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xSrxMnO3样品，分别选择x=0.1,0.2,0.3,0.4和0.5合成了La0.9Sr0.1MnO3,La0.8Sr0.2Mn3,La0.7Sr0.3MnO3,La0.6Sr0.4MnO3和La0.5Sr0.5MnO3，用X射线衍射分析检测了样品的结构与组成，用电子扫描电镜考查了样品的形貌和粒度，电导率测量结果表明，样品的组成和烧结温度影响电导率。在系列样品中，组成为La0.7Sr0.3MnO3电导率最高；烧结温度1200℃和1300℃相比较，1300℃烧结后样品的电导率大幅度提高。     

直接碳固体氧化物电池阳极催化剂研究概述

纵观全球,能源危机和环境污染日益严重,传统的燃煤火力发电方式会排放大量的温室气体且效率低下,因此我们迫切寻求并开发煤炭等化石燃料清洁利用的新技术,而直接碳固体氧化物燃料电池是一种很有前途的解决方案.在直接碳固体氧化物燃料电池中,阳极电极催化剂是电池性能提升的关键.因此,本文介绍了直接碳固体氧化物燃料电池的基本知识,详细...     

不同方法制备PrNi0.5Co0.5O3-δ阴极的性能对比研究

采用固相反应法和乙二胺四乙酸-柠檬酸（EDTA-CA）联合络合法分别合成了PrNi0.5Co0.5O3-δ (PNC)材料，用于质子导体固体氧化物燃料电池（H-SOFCs）的阴极。通过X射线衍射（XRD）研究了材料在不同煅烧条件后的相结构，通过比表面积及孔径分析仪（BET）研究材料的比表面积和孔结构，用扫描电子显微镜（SEM）观察了材料的微观结构，通过能量色散X射线谱仪（EDS）分析材料的元素分布，通过电化学阻抗谱（EIS）分析了材料作为H-SOFCs阴极使用时的极化电阻。结果表明，通过EDTA-CA联合络合法制备的粉体相结构更加稳定，且元素分布也更加均匀。EIS分析结果表明，通过两种方法制备的阴极材料在BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ(BZCYYb)电解质上的氧还原过程活化能相近，但通过EDTA-CA联合络合法制备的阴极具有更低的极化电阻，500℃时对称电池上的极化电阻降低68%。     

低成本制备SOFC电解质材料YSZ粉末的研究

对乙酸法与柠檬酸法制备的SOFC电解质材料——YSz粉末进行了对比研究，以寻求价格低廉、性能优良的YSZ制备方法。通过TG／DTA、XRD、SEM等检测手段对实验结果进行分析检测，得到优化制备工艺，并对实验结果进行了分析和讨论。     

新型固体氧化物燃料电池问世北大核心

日本产业技术综合研究所宣布,该所研究人员和美国同行研制出一种微型固体氧化物燃料电池,这种燃料电池添加了特殊的催化剂层,可大大降低电池的工作温度。     

Sr0.95Sc0.175Nb0.025Co0.8O3-δ负载Ag0复合阴极的原位脱溶制备及性能

本文首先采用溶胶-凝胶法合成出Ag_0.05Sr_0.95Sc_0.175Nb_0.025Co_0.8O_3-δ (S_0.95SNC-Ag⁺)钙钛矿型氧化物，然后利用1%H₂O-O₂(体积分数)气氛对其进行原位脱溶，制备出Sr_0.95Sc_0.175Nb_0.025Co_0.8O_3-δ负载Ag⁰纳米颗粒(S_0.95SNC-Ag⁰)的复合阴极，并考察其作为质子导体固体氧化物燃料电池(H⁺-SOFC)阴极材料时的电化学性能。通过X射线衍射(XRD)、直流四端子法、X射线光电子能谱(XPS)对原位脱溶前后材料的晶体结构转变、电导率变化、元素价态升降及其他性质的改变进行研究。进一步制备S_0....     

固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xSrxMnO3的制备方法

固体氧化物燃料电池是目前最成熟、最有发展潜力的燃料电池,具有广泛的应用前景。文章综述了该电池阴极材料La1-xSrxMnO3的制备方法,比较了各种制备方法的优缺点,介绍了一种新型的制备方法—自蔓延高温合成法的研究进展。指出:自蔓延高温合成法能显著缩短阴极材料的制备周期和减少能耗,从而能降低其制造成本、促进其实用化和产业化。     

H2S-空气质子固体电解质燃料电池制备及电性能研究

以H2S作为燃气,采用燃料电池技术脱除H2S,并同时得到电能和其他环境友好共生副产物,这是一种理想的酸性废气资源化手段.而燃料电池电输出性能大小与固体电解质材料有关.采用尿素燃烧法制备Zr掺杂的SrCeO3钙钛矿型质子固体电解质.电解质前驱体粉末经873 K煅烧后具有典型的钙钛矿结构.在773～1273 K温度范围内,固体电解质Zr掺杂的SrCeO3具有较高的体电导率,其值在10-2S·cm-1左右.将Zr掺杂的SrCeO3电解质构成结构为MoS2-SCZY-Ag的单体SOFC,获得了开路电压值为0.70 V和最大的电功率密度1.22mW·cm-2.这将为天然气、化肥等工业产生的H2S废气提供一种可资源化利用途径.     

浅谈我国发展氢能的必要性

介绍了氢能的性质、特点及应用；分析了几种成熟的制氢技术，生物制氢是未来发展的趋势；简要介绍了国内外氢能源的发展情况，氢能是清洁能源，是我国未来新能源发展的必然选择。     

碳基燃料气体组成和运行温度对固体氧化物燃料电池开路电压的影响

以最小Gibbs自由能法计算固体氧化物燃料电池在不同组成碳基燃料气体组成下的理论积碳量,在此基础上讨论电池的理论开路电压(OCV),并测试在CO₂重整甲烷下Ni-YSZ‖YSZ‖LSM阳极支撑固体氧化物燃料电池的OCV.计算表明,理论积碳量从C-H-O相图的C角往积碳界线处以均匀速率减小.当积碳全部发生电化学氧化时,建议提高燃料气的碳氢比以获得较高OCV;反之则建议减小碳氢比.当燃气组分接近位于C-H-O相图中OCV界线(OCV=0 V)时,OCV会发生急剧下降.同样地,实验表明,当燃气中CO₂体积分数高于80%,会使得OCV大幅下降.综上可知,燃料气组分控制在积碳界线附近将有利于减少积碳并保证一定的电池发电性能.600℃时,在积碳界线的非积碳区侧,提高燃气中氢含量可提高OCV.而采用相同含量的CO₂稀释时,CH₄、H₂和CO燃气下电池的OCV则依次降低.另外,实验表明升高外重整比例和降低温度,并不能显著提高OCV.