摘要当今世界的能源危机和愈演愈烈的环境污染，已经威胁到了社会的可持续发展和人们的生存，寻求清洁高效的能源已经迫在眉睫。固体氧化物燃料电池（SOFC）凭借其能量利用率高和环境友好的特点，是一种高效无污染的能量转化系统，因此迅速成为了新能源界的研究热点。为了进一步提高 SOFC的能量转化效率，降低其工作温度至500—800℃是一种有效的方法。层状钙钛矿的A位有序，具有较好的氧催化性，另外稀土离子和氧离子的那一层有大量氧空位，这是主要的离子导电通道，因而具有优异的电性能，能作为优秀的阴极材料使用。本课题主要针对层状钙钛矿LnBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+d （Ln=La，Pr， Sm， Gd） 的制备和性能测试，并研究不同稀土元素对 LnBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+d的结构和性能的影响，另外还研究了复合阴极对 SOFC的极化阻抗和电极化的影响。 21755
毕业论文关键词 中温固体氧化物燃料电池 层状钙钛矿结构 阴极 电化学性能
Title Preparation and Electrical Properties of the MIEC mixed conductor materials
Abstract
The energy crisis and environmental pollution have pose a threat to the
sustainable development of society and people's survival.IT is time to
search for clean and efficient energy. Solid oxide fuel cells
(SOFC),with its clean energy conversion and high energy efficiency, have
received increasing attention recently. To get more efficient cells, it
is a useful way to make the cells work at lower temperature. Layered
perovskite oxides consist of consecutive layer [BO2]-[AO]-[BO2]-[A’O]
stackes along c-axis. The layered structure decreases the oxygen bonding
strength in [AO] layer, provides disorder-free channels for ion motion that
enhances oxygen diffusivity .The chemical diffusion coefficient D and the
surface exchange coefficient K in layered perovskite oxides are higher than
that of simple ABO3-type perovskite. Layered perovskite oxides
LnBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+d（Ln=La,Pr,Sm,Gd）has been studied in this paper.
Keywords IT-SOFC, layered perovskite, cathodes, electrochemical performance.
目 次
1 引言 1
2 固体氧化物燃料电池介绍 2
2.1 燃料电池的工作原理 . 2
2.2 固体氧化物燃料电池的组成 3
2.2.1 电解质材料 . 4
2.2.2 阳极材料 . 4
2.2.3 阴极材料 . 4
2.2.4 连接体材料 6
2.3 固体氧化物燃料电池的应用 . 7
2.4 本课题采用的研究手段 . 8
3 实验部分 . 9
3.1 实验原料 9
3.2 实验仪器 . 10
3.3材料的合成和电极的制备 . 10
3.3.1 阴极粉体的制备 . 10
3.3.2 电解质材料SDC 的制备 . 10
3.3.3 复合阴极粉的制备 . 11
3.3.4 半电池的制备 . 11
3.4 性能表征 12
3.4.1 X 射线衍射(XRD)分析 12
3.4.2 热膨胀性能的测试 . 12
3.4.3 电化学活性表征 . 13
3.4.4 电导率测试 13
4 实验分析 . 15
4.1 X 射线衍射(XRD)分析 15
4.2 热膨胀性能分析 17
4.3 阴极材料的电化学性能 . 17
4.3.1 LBSCF 阴极的阻抗谱分析 17
4.3.2 极化曲线分析 24
4.4 复合阴极的电化学性能 . 25
4.4.1 复合阴极的阻抗谱分析 . 25
4.4.2 复合阴极材料的极化曲线分析 29 中低温SOFC阴极LnBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ的电化学性能研究:http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_14103.html