一步法合成La0.4Sr0.6Co0.2Fe0.7Nb0.1O3-δ-Gd0.2Ce0.8O2-δ对称电极应用于SOFC性能研究

一步法合成La_0.4Sr_0.6Co_0.2Fe_0.7Nb_0.1O_3-δ-Ce_0.8Gd_0.2O_2-δ(LSCFN-CGO)混合电导对称电极,并采用La_0.8Sr_0.2Ga_0.83Mg_0.17O_3-δ(LSGM)作为电解质制备了结构为LSCFN-CGO‖_LSGM‖LSCFN-CGO的对称电池。分别使用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)对LSCFN-CGO粉体物相及电极微观结构进行分析。一步法制得的LSCFN-CGO电极粉体为纯相,LSCFN钙钛矿相与CGO萤石相具备极好的化学相容性,且烧结得到了良好微观结构的对称电极。采用H₂(3%H₂O)、C₃H₈(3%H₂O)为燃料气测试电池性能,850℃电池最大功率密度可分别达980和869mW/cm²。稳定性测试在C₃H₈(3%H₂O)气氛中0.3 A/cm²的恒流放电条件下进行,全程共420 h,衰减较小,期间进行8次电极氧化还原循环,对称电极具有理想的碳基燃料下氧化还原再生能力。结果表明,采用一步法合成混合电导电极是一种简便、优化的电极制备方法,具有广阔的应用前景。     

化工本科微专业教学体系的建设与实施

针对传统课堂教学知识点不能串联而导致的学与用联系不紧密的问题,文章从提升学生学习兴趣、构建知识体系网络、提升学生专业技能等目标切入,介绍了化工本科微专业教学体系的构建,并阐述了该体系的核心要素,包括在线开放课程群建设、化工微专业的建设方法、分阶段系列化效果检验。该体系的建设与实施对深化化工专业教学改革起到了良好的示范作用。     

Co掺杂SrTi0.3Fe0.7O3-δ阳极SOFC在化工副产气燃料下的性能及稳定性

化工副产气是具有一定热值的可燃性复杂气体,但一直以来提纯再利用经济效益低,大多采用直接燃烧的方法处理。针对当前化学工业开展绿色低碳转型的需求,研究了固体氧化物燃料电池(SOFC)采用化工副产气发电的性能。以SrTi_0.3Fe_0.7O_3-δ (STF)钙钛矿氧化物为基础,采用高温固相合成法制备了B位Co掺杂的Sr_0.95Ti_0.33Fe_0.6Co_0.07O_3-δ (STFC)阳极,以不同种类和组成的模拟化工副产气作为燃料,系统研究了单电池的电化学性能和稳定性。结果表明,STFC钙钛矿氧化物在加湿氢气中还原后原位析出Co_0.28Fe_0.72纳米合金颗粒;以其为阳极的SOFC单电池在多种模拟化工副产气燃料下实现了高性能运行,表现出较小的极化阻抗和良好的电化学性能输出;在含有多种碳氢组分的复杂燃料下表现出卓越的长期运行稳定性。     

Co/Ni掺杂SrTi0.3Fe0.7O3-δ钙钛矿电极材料制备及性能

以Sr Ti_(0.3)Fe_(0.7)O_(3–δ)(STF)为基础,研究了B位Co、Ni掺杂Sr Ti_(0.3)(Fe_(1–x)Co_x)_(0.7)O_(3–δ)(STFC)和Sr Ti_(0.3)(Fe_(1–y)Ni_y)_(0.7)O_(3–δ)(STFN)钙钛矿氧化物的成相过程及其在还原气氛中的结构演变规律,并进一步表征了其用于固体氧化物燃料电池(SOFC)对称电极的电化学性能。结果表明:Co和Fe可以在B位无限互溶,形成Sr Ti_(0.3)Fe_(0.7)O_(3–δ)–Sr Ti_(0.3)Co_(0.7)O_(3–δ)固溶体系;但当Ni替换Fe的比例超过约30%时就会出现明显的Sr_2Fe_2O_5杂相。在还原气氛中,STFC和STFN的结构稳定性随Co或Ni掺杂量的增加而降低,并逐渐由ABO_3结构转变为富AO相的钙钛矿衍生结构,同时伴随着Co基或Ni基金属相的生成。在850℃和加湿氢气燃料下,La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.83)Mg_(0.17)O_(3–δ)电解质支撑SrTi_(0.3)(Fe_(0.9)Ni_(0.1))_(0.7)O_(3–δ)和Sr Ti_(0.3)(Fe_(0.9)Co_(0.1))_(0.7)O_(3–δ)对称电池的最大功率密度分别达到约1.00和0.87 W/cm~2,表现出较好的电化学性能和实用前景。