固体氧化物燃料电池Sr_2MgMoO_(6–δ)阳极材料制备及电导性能

通过溶胶–凝胶热分解法制备了Sr2MgMoO6–δ(SMMO)阳极粉体。对粉体的物相和微观组织进行分析,研究了SMMO的烧结活性及烧结后在不同气氛中的电导率。结果表明:1450℃烧结12h后,SMMO形成完整的双钙钛矿相;100MPa压力下的SMMO形成致密的陶瓷块体。能谱分析显示实验组分的摩尔比与理论值吻合。SMMO在空气气氛中的电导率较低,800℃的电导率为1.3×10–3S/cm,导电活化能为136.4kJ/mol;在H2气氛中的电导率大大增强,800?C的电导率为0.41S/cm,导电活化能降低到12kJ/mol,表现出很好的导电性。     

固体氧化物燃料电池阳极材料研究进展

主要对SOFC阳极材料的最新研究进展进行综述。首先介绍了SOFC对阳极材料的基本要求,而后对目前各种阳极材料在性能方面的优势和不足进行了比较,其中较为详细地介绍了传统的金属陶瓷阳极和新型的钙钛矿型阳极的研究进展情况,最后对阳极材料的未来发展方向进行了展望。     

固体氧化物燃料电池阳极材料的研究进展

固体氧化物燃料电池（solid oxide fuel cells,SOFC）有着能量转换效率高,燃料适应性强和环境友好等优点,因此受到了人们的普遍关注,但是固体氧化物燃料电池的商业化应用还取决于其关键材料的进一步发展。介绍了SOFC对阳极材料的基本要求,重点评述了各种阳极材料的优缺点及其研究进展（包括金属、金属陶瓷、混合导体氧化物等）,并对改进阳极材料性能的各种措施进行了归纳总结。     

固体氧化物燃料电池中的阳极电化学过程数学模拟研究

在质量守恒、动量守恒和能量守恒定律及Butler-Voulmer方程组的基础上,加上边界条件和初始条件,通过数学模型对SOFC中的阳极催化层内部的燃料反应气体的气相扩散及产物的气相扩散的基本动态规律进行了描述。其偏微分方程只能通过数值计算求解,而无法得到解析解。增大阳极孔隙率ε可提高多孔电极中的有效气体扩散系数。当阳极较薄时,阳极的总极化电阻与单位体积内的电化学活性区的面积A成反比,增大阳极的电化学活性区的面积有利于降低其总极化电阻。该数学推演结论对阳极的优化制备具有重要的参考价值。     

固体氧化物燃料电池阳极材料的抗积炭方法

传统的固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极采用镍基金属陶瓷材料,在CH4等碳氢化合物为燃料的阳极反应中,会出现积炭。分析以碳氢化合物为燃料的SOFC阳极材料的积炭机理,阐述反应温度、水蒸汽等因素对阳极积炭的影响,介绍Ni基陶瓷阳极性能优化和解决积炭的方法,对SOFC其他阳极材料以及未来阳极材料的发展方向进行研究展望。     

固体氧化物燃料电池电解质材料的研究进展(英文)

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells,SOFCs)因具有能量转换率高,燃料适应性强,环境友好和操作方便等优点,受到了人们的普遍关注.发展中低温SOFCs是其商业化必然趋势.电解质材料是SOFCs的关键材料.对用于中低温SOFCs电解质材料的研究现状和进展进行了论述,并着重介绍了近年来受人们广泛关注的磷灰石型电解质材料.阐述了SOFCs电解质材料的研究趋势.     

固体氧化物燃料电池双钙钛矿SmBaCoFeO_(5+δ)阴极材料的结构与性能

通过柠檬酸硝酸盐燃烧法制备中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)双钙钛矿阴极材料Sm Ba Co Fe O_(5+δ)(SBCFO)粉体,并系统研究了该材料在中温段的晶体结构特征、热膨胀性能、离子-电子传输特性、电化学催化活性以及电池功率特性。结果表明:SBCFO在室温下为P mmm正交结构,在300℃时材料转变为P 4/mmm四方结构。SBCFO的热膨胀系数在25～200℃和200～900℃范围内分别为15.7×10~(-6 )K~(-1)和19.6×10~(-6 )K~(-1)。SBCFO阴极在600～800℃温度范围内电导率超过100 S/cm。在700,750,800和850℃时,空气(50 m L/min)气氛中,SBCFO/La_(0.8)S_(r0.2)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_3(LSGM)/SBCFO对称电池极化电阻分为0.210,0.100,0.054和0.032Ω?cm~2。SBFCO双钙钛矿阴极氧还原反应的限速步骤是表面吸附氧分子解离成氧原子的过程。以SBCFO为阴极组装电解质支撑型单电池Ni-Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(2-δ)/La_(0.4)Ce_(0.6)O_2/LSGM(300μm)/SBCFO,800℃时,其最大功率密度达到831 m W/cm~2。     

固体氧化物燃料电池材料的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为21世纪绿色能源,使其商业化、低温化发展是必然趋势,这就对电极材料以及电解质材料的开发提出了挑战。本文研究了阴极材料、阳极材料以及电解质材料研究进展以及各自的优缺点,并对未来的电池材料的发展进行了展望。     

固体氧化物燃料电池材料的研究进展

固体氧化物燃料电池（SOFC）是当今一种先进的能量转换装置，具有能量转换效率高、环境友好、燃料适用性强和无腐蚀等突出优点。该电池通常用陶瓷作组装材料，操作温度为600－1000℃。详细介绍了固体氧化物燃料电池各元件的材料，包括Y2O3稳定化的ZrO2固体电解质，Ni/稳定化ZrO2阳极，掺杂的LaMnO3阴极以及掺杂的LaCrO3连接材料等。     

固体氧化物燃料电池材料的研究进展

本文对燃料电池的研究发展进行了概述,详细地介绍了固体氧化物燃料电池的电解质材料、阴极材料、阳极材料及互连材料,并对固体氧化物燃料电池以后的发展提出了一些建议。     

梯度孔隙阳极固体氧化物燃料电池的热应力

梯度阳极结构能够有效提高阳极支撑固体氧化物燃料电池(SOFC)的电性能,然而孔隙率的变化与阳极热机械性能与热应力分布密切相关,因此研究孔隙率对SOFC热应力和电性能的综合影响规律至关重要.基于COMSOL Multiphysics仿真平台建立了多物理场耦合作用下梯度孔隙阳极设计的SOFC热力学模型,考虑阳极材料力学性能...     

固体氧化物燃料电池阳极的制备及表征

本文介绍了固体氧化物燃料电池对阳极材料的基本要求以及各种阳极材料的优缺点及其研究进展(包括金属、金属陶瓷、混合导体氧化物等)。以Co2O3和钐掺杂氧化铈(SDC)为原料,通过粉末冶金工艺制备出用于燃料电池的Co2O3/SDC阳极烧结体和Co/SDC阳极材料,并用X射线衍射仪(XRD)对产物的微观结构进行了表征,证明在不同Co2O3含量的样品中晶体结构非常稳定,烧结后Co3O4均匀的分布在样品内。     

阳极支撑型固体氧化物燃料电池的研制

详细介绍了使用流延法及丝网印刷法制备阳极支撑型中温SOFC单电池的工艺过程 ;采用固相反应法制备出Gd2 O3 掺杂CeO2(GDC) ,采用流延法制备阳极 ,采用丝网印刷法制备电解质层及阴极 ,对GDC的相成分进行了测试分析 ;对阳极和电解质烧结后的孔隙密、密度及显微组织进行了表征。试验结果表明 ,采用流延法及丝网印刷法 ,通过选取合适的粉末原料 ,调整并优化制备过程的工艺参数 ,可以制备出具有良好组织结构和性能的阳极支撑型中温SOFC单电池     

氧化铝对固体氧化物燃料电池阳极的影响

本文采用环保、低成本的水系流延成形方法,制备了YSZ电解质薄膜和阳极坯体。通过向阳极中添加α-Al2O3,对阳极的烧结收缩进行调节,使得共烧过程中阳极材料的收缩与电解质材料的收缩更加匹配。并研究了不同含量的α-Al2O3对阳极烧结收缩、阳极孔系率的影响。结果表明,当α-Al2O3的含量为3%时,阳极和电解质的烧结收缩匹配性较好,该阳极的空隙率较好,具有较高的的抗弯强度。     

固体氧化物燃料电池双钙钛矿陶瓷阳极缺陷结构设计与性能调控

研究了固体氧化物燃料电池Sr₂Fe Mo_0.6Mg_0.25Al_0.15O₆ (SFMMA)双钙钛矿阳极的晶体缺陷结构、热膨胀性能、电荷传输特性、氧化还原稳定性以及电化学性能。结果表明:SFMMA室温下为I 4/m四方结构,400℃时材料转变为F m 3 m立方结构。SFMMA材料的实际晶体结构式为Sr₂(Fe_0.75Mg_0.25)(Mo_0.6Fe_0.25Al_0.15)O6-δ,材料晶格中含有大量反位缺陷FeB’以及—Fe_B—O—Fe_B’—键,有利于氧空位的形成及氧离子的迁移扩散。SFMMA的热膨胀系数在25~400℃和400~900℃范围内分别为13.0×10^–6K^–1和17.6×10^–6K^–1,在氢气气氛下600~900℃温度范围内电导率超过35 S·cm^–1,并且具有较快的氧表面交换特性以及非常优异的氧化还原循环结构稳定性。在900,850,800℃和750℃时,湿润H₂(3%H₂O,50 m L/min)气氛中,SFMMA/La_0.4Ce_0.6O₂(LDC)/La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O₃(LSGM)/LDC/SFMMA对称半电池面比电阻分别为0.096,0.142,0.239Ω·cm²和0.447Ω·cm²。以SFMMA为阳极组装电解质支撑型单电池SFMMA/LDC/LSGM (300μm)/Pr Ba_0.5Sr_0.5Co_1.5Fe_0.5O₅+δ,850℃时电池最大功率密度可达886 m W·cm^–2。     

固体氧化物燃料电池阳极材料Ni-SDC的稳定性实验及热力学分析

以Ni-SDC作为固体氧化物燃料电池（SOFC）的阳极,研究了该阳极粉末在制备过程中以及5% H2S-N2硫化后的产物,并用热力学软件绘制相图对其在各种温度下的产物变化进行分析。结果表明：NiO-SDC在800 ℃煅烧和在850 ℃还原的产物与热力学分析结果是一致的。对比在5%的H2S-N2中硫化12 h前后的XRD表明Ni已经转化为NiS2,热力学分析验证了该结论。比较Ni-SDC和SDC硫化前后的Raman光谱和XRD结果得到：SDC硫化后主峰型没有发生明显变化,但强度变弱,说明粒径变大,可能因为有Ce-O-S键生成。     

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

中温化和直接采用天然气作为燃料是固体氧化物燃料电池的两大发展趋势,作为固体氧化物燃料电池(SOFC)关键材料之一,阳极材料的性能对整个SOFC的性能有着十分重要的影响。综述了以甲烷为燃料的IT-SOFC阳极材料的研究进展,并指出了存在的问题及解决问题的途径。     

固体氧化物燃料电池电解质材料La_2Mo_(2-x)Mn_xO_(9-δ)的制备与性能研究

以硝酸镧、钼酸铵、硫酸锰为原料,以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法合成了可作为中温固体氧化物燃料电池(SOFCs)使用的电解质材料La_2Mo_(2-x)Mn_xO_(9-δ)(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20),通过红外光谱(FTIR)、热分析(TGDSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗(AC)测试等手段对样品进行了表征。研究表明,干凝胶经700℃煅烧2 h后得到了纯相的高烧结活性的La_2Mo_(2-x)Mn_xO_(9-δ)(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20)粉体,其在950℃烧结2h即可获得相对密度大于97%的烧结体。电化学性能研究表明Mn掺杂可以有效的提高La_2Mo_2O_9电解质材料的电导率,其中La_2Mo_(1.9)Mn_(0.1)O_(8.9)在800℃时电导率高达0.028 S/cm。     

固体氧化物燃料电池阳极的硫毒化与再生活化

固体氧化物燃料电池(SOFC)的阳极在使用含硫廉价燃料时极易发生硫中毒现象,导致电池性能迅速衰退。本综述在介绍SOFC电极反应机制的基础上,结合近些年的文献,对不同材料的阳极硫中毒现象进行了汇总,分析了阳极硫毒化和活化规律,深入探究了硫中毒物理与化学机制,总结了硫中毒阳极的再生及活化新方法,并分析了相关再生机制。     

阳极负载型H2S中温固体氧化物燃料电池电输出性能

以NiO-(CeO2)1-2x(Sm2O3)x固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的阳极负载,采用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备(CeO2)0.8(Sm2O3)0.1固体电解质前驱体粉末并流延成膜.在中温(650～850℃),分别测定了H2S-Air SOFC的电输出性能随H2S流速r(H2S)、运行温度的变化情况.实验结果表明:SOFC的开路电压随r(H2S)的增大而呈指数关系增大.电流密度-电压(电功率密度)曲线显示:SOFC电输出性能随r(H2S)的增大而改善;但当r(H2S)=80mL/min时,在高电流密度区间输出电压出现明显的下降,这是由于流速增大产生的浓差极化和阳极Ni受H2S腐蚀导致的结果.温度对极化曲线影响表明,SOFC电输出性能随温度的升高而改善,但基于(CeO2)0.8(Sm2O3)0.1离子-电子混合导电等原因,单体电池开路电压受温度影响比较复杂.