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2.2.2 电池阳极材料的制备 13
2.2.3 电池电解质的制备 13
2.2.4半电池的制备 13
2.2.5 单电池的制作 14
2.3催化剂活性评价 14
2.4 催化剂的测试手段及表征方法 15
2.5 固体氧化物燃料电池的制备 15
3阴极材料的表征与电池测试 17
3.1通过 XRD测试对催化剂的物相分析 17
3.2 固定床对催化活性的分析 20
3.3电导率测试 22
3.4化学相容性测试 22
3.5交流阻抗测试 24
3.6 电性能测试 27
结论 30
致 谢 31
参考文献 32
1绪论
1.1课题背景
近些年来，由于工业的迅速发展等导致了环境的恶化。环境问题危及人类的生存环境及自身的利益。其中烟气的排放物中含有大量的氮氧化物。这些氮氧化物不仅对人的身体有害，而且对于城市的空气质量会有影响。氮氧化物在空气中会导致光化学烟雾的形成、酸雨等，严重危害了人类的生存环境。另一方面，由于社会生产力的发展，人类对于能源的利用需求也越来越多，而地球上有限的能源却日益不能满足人类的需求。因此，寻求或者开发新能源来满足人类发展需求至关重要。新型固体氧化物燃料电池由于其高效、洁净、无噪音、低污染等优点，得到世界的关注。
本课题将能源和环境问题两者结合，利用固体氧化物燃料电池进行脱硝，在解决环境问题的同时又可以产生能源，具有良好的研究前景。
1.2燃料电池及其特点
燃料电池是一种新型大规模、大功率、环境友好的电化学能量转换装置[1]。它直接将燃料电池中得化学能转化为电能，故燃料电池也被视为电池和热机的交叉产物[2].单体燃料电池循环工作时，电能和热能由化学反应中的燃料与氧化剂结合产生，在能量转换过程中不会涉及燃烧过程，因此大大提高了燃料利用率[ 3,4-5 ]。
按照电解质材料种类，可将燃料电池大致分为五类，碱性燃料电池（AFC），磷酸燃料电池（PAFC），质子交换膜燃料电池（PEMFC），固体氧化物燃料电池（SOFC）及熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）。
1.3 固体氧化物燃料电池
固体氧化物燃料电池，作为第三代燃料电池技术，具有发电效率高、燃料使用面广、采用全固态陶瓷结构、不存在电解质消耗和电极腐蚀、适于模块化设计等一系列优点，有望成为21世纪清洁高效的绿色能源之一，在静态发电和汽车辅助能源等方面应用前景广泛[ 6,7,8 ].
1.3.1 SOFC工作原理 SOFC工作原理图
以常见的氢-氧燃料电池为例简述SOFC的基本工作原理，其工作原理如图1.1所示，与其他的燃料电池相同，中间一层是致密的电解质(Electrolyte)，SOFC在工作时在阳极侧通入燃料气，在阴极一侧通入氧化气体。在阳极侧，H2会失去电子成为H+,电解质中的晶格氧与H+结合后生成水，电解质中便会形成氧空位，阴极便会有失去的电子通过外电路转移。在阴极侧，氧化气中的氧分子吸附在阴极表面后接着分解成氧原子，然后氧原子扩散到三相界面（电极-电解质-气体）(Triple phase boundary,TPB)，并跟从外电路过来的电子结合生成O2-，O2-在电解质两侧的电位差与氧浓度差的共同驱动下，通过在固体电解质内氧空位扩散到阳极侧后再与氢离子结合生成水然后释放电子，从而产生直流电[9,10 ]。反应的方程式如下：