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学科主题物理化学
低温固体氧化物燃料电池的阴极/电解质界面修饰
杨敏
2008-05-15
导师程谟杰
专业化学工程
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要近年来,以CeO2基材料为电解质、Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF)为阴极的阳极支撑型低温固体氧化物燃料电池的研究引起了人们极大关注。本论文以进一步降低阴极极化为目标,从阴极/电解质接触界面的科学方面开展了研究。 设计制备了电解质膜厚度为10、20和30μm 的NiO-Gd0.1Ce0.9O1.95 (GDC) /GDC/BSCF-GDC电池,研究考察了电解质膜厚度与电池和电极性能的关系。研究发现,电解质膜变薄,不仅电池的欧姆电阻降低,电池的极化电阻和电池反应活化能也减小。首次提出并研究了引入GDC电解质过渡层和钙钛矿型材料La0.8Sr0.2MnO3 (LSM) 过渡层来改善阴极/电解质界面的微结构。GDC多孔层改善了阴极-电解质接触,降低了电池的极化电阻,提高了电池的稳定性。其中,GDC过渡层厚度为0.15μm时,电池有最小的极化电阻。LSM过渡层不仅加速了阴极反应速度,也降低了电池的欧姆电阻,提高了电池的输出功率。当阴极在900oC烧结到LSM过渡层上时,电池有较高的性能及最高的OCV值。论文还提出并研究制备了含有两种不同性质阴极催化剂的LSM-GDC-BSCF复合阴极。研究发现,LSM加入提高了阴极的催化活性,但没有改变电化学反应本质。当LSM的含量为30wt.%时,电池有最小的欧姆电阻和极化电阻,最大的输出功率密度,600oC时达1.394Wcm-2。在阴极中添加LSM的电池中,LSM含量为30wt.%时,电池的开路电位最高。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/114921
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
杨敏. 低温固体氧化物燃料电池的阴极/电解质界面修饰[D]. 中国科学院研究生院,2008.
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