浸渍法制备BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3/BaCe0.7In0.2Gd0.1O3复合阴极(2)

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第 1 章绪论 1

1.1 引言.... 1

1.2 固体氧化物燃料电池（SOFCs）的简述 .... 1

1.2.1 固体氧化物燃料电池的结构与工作原理.. 1

1.2.2 构成固体氧化物燃料电池的材料.... 3

1.3 质子导体固体氧化物燃料电池（PCFC） .. 3

1.3.1 PCFC的工作原理 3

1.3.2 质子导体燃料电池优势和发展... 4

1.3.3 质子导体的传导机制.... 6

1.4 ABO3 型质子导体燃料电池的几种制备方法 ... 8

1.4.1 固相反应烧结法（SSRS） .... 8

1.4.2 溶胶—凝胶法. 9

1.5 研究目的与意义.... 9

第 2 章实验设备及测试方法 11

2.1 实验设备.... 11

2.2 实验材料.... 11

2.3 实验测试方法. 12

2.3.1 X 射线衍射测试（XRD） .... 12

2.3.2 扫᧿电镜测试.... 13

2.3.3 交流阻抗谱测试(EIS) . 14

第 3 章复合阴极制备及其表征 . 16

3.1 阴极骨架制备及表征.... 16

3.1.1 BaCe0.7In0.2Gd0.1O3 (BCIGO721)粉末制备 .... 16

3.1.2 BCIGO721与 La4Ni3O10 混合烧结物表征 .... 17

3.1.3 阴极骨架制备.... 18

3.2 阴极材料BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ的制备 .. 18

3.3 BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ / BaCe0.7In0.2Gd0.1O3 制备及其表征 ... 19

3.3.1 复合阴极制备.... 19

3.3.2 复合阴极表征.... 20

3.3.3 复合阴极电学性能. 22

结论 .. 25

致谢 .. 26

参考文献 .... 27
第1章绪论 1.1 引言人类的生存受环境污染和能源危机问题的严重威胁，所以研发出经济环保型的新能源是人类必须要完成的使命。固体氧化物燃料电池比较环保，性能也优越，所以受到该领域的青睐，各个国家正在尽力开发该种电池。固体氧化物燃料电池[1]（SOFC）作为一种具有高效，低污染及其可持续发展等优势的新型的化学能源，成为研究领域的热点。SOFC是一种固态电化学装置，在高温下（大于1000oC）可以直接将化学能转换为电能，并使用氢或碳氢作为燃料，它作为燃料具有高效率、高功率密度、低排放和优异的燃油灵活性。随着人类物质文明的发展，有些能源危机已经慢慢出现端倪。但是发展离不开能源，尤其是像中国这样正在不断崛起的发展中国家，对能源的需求逐渐增大。这便要求我们使用节能环保的方法去推动发展。作为一种新型的发电装置，燃料电池由于其结构的特殊性，具备优点有：第一，电池直接进行发电，它不受卡诺循环的限制，效率比较高源[自-751^`论/文'网·www.751com.cn 。第二，部分负载效率高，对负载变化响应效率高。第三，燃料电池不会排出有害物质，噪音相对来说较少，环保且安全可靠性高。第四，操作过程比较简单，建设周期小。
1.2 固体氧化物燃料电池（SOFCs）的简述 1.2.1 固体氧化物燃料电池的结构与工作原理固体氧化物燃料电池单体主要是由电解质、阳极或燃料极、阴极或空气极和连接体或双极板组成。固体氧化物燃料电池发电原理与水电解装置工作时的逆反应相似，在阳极会发生氧化反应，阴极发生还原反应，两极有催化剂，使反应速率ᨀ高。电池的各个组成部分的稳定性一定要好，稳定性包括化学性能稳定、晶体结构稳定、外观的大小稳定等等；还要求电导率和热膨胀系数比较优良，阴极和电解质之间符合化学相容性。燃料电池的阴极和阳极之间隔着电解质部分，阴极发生氧还原反应，生成的氧离子在电解质中反应生成水。固体氧化物燃料电池的阴极和阳极发生的化学反应分别是：