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学科主题物理化学
镍基阳极循环氧化还原过程的研究
张云
2011-04-02
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
英文摘要镍-氧化钇稳定的氧化锆(Ni-YSZ)阳极因其在中温范围(700~800℃)内良好的电化学性能成为了固体氧化物燃料电池研究开发的重点,但其在循环氧化还原条件下的机械稳定性是需要特别关注的问题。本论文研究了Ni-YSZ 阳极的还原和再氧化过程,考察了在循环氧化还原过程中阳极结构和机械性能的变化。在800℃下的循环氧化还原过程中,NiO 和Ni 的一次颗粒都逐渐减小并形成了海绵状的聚集体,使氧化态的NiO-YSZ 和还原态的Ni-YSZ 阳极尺寸都随着循环氧化还原次数的增加而逐渐增加,但在600℃下进行时Ni-YSZ 阳极尺寸保持不变。在800℃的氧化过程中NiO 晶体颗粒烧结长大成较大的聚集体,而在600℃氧化时NiO颗粒的烧结长大明显慢于800℃。在800℃和600℃条件下还原的阳极均存在两种Ni 颗粒,一种是分散的Ni 颗粒,比较容易被氧化,另一种是烧结的Ni 颗粒,不易被氧化。在较高的还原温度下得到的Ni-YSZ 阳极比在低温下还原得到的阳极具有较高的再氧化温度,这是因为较高的温度会使Ni 颗粒发生烧结钝化。在800℃的循环还原过程中,Ni 一次颗粒逐渐变小,越来越容易被氧化。在用MgO 改性的Ni-YSZ 阳极上,随着氧化温度的升高和氧化时间的增加,NiO 会与MgO 形成越来越多的NiO-MgO 固溶体,固溶体的生成阻止了海绵状NiO 结构在redox 过程中的形成,并且含有MgO 样品的体积膨胀比不含MgO 的样品小。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116493
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
张云. 镍基阳极循环氧化还原过程的研究[D]. 中国科学院研究生院,2011.
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