阴极材料(PrNd)SrCoFeO与LnSrCoCuO(Ln=Pr，Nd)氧化学扩散系数及电学性能研究

摘要

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全固态燃料电池,具有无泄露、寿命长等优点,是最理想的燃料电池之一。阴极材料是SOFC的重要组件。若降低SOFC的运行温度,将引起阴极的极化过电位增加、界面电阻增大。因此,研制与电解质材料匹配良好的新型阴极材料是发展中温SOFC的前提和基础。
　　 本文采用固相反应法合成了(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(x=0.2,0.4,0.6,0.8)和Ln0.7Sr0.3Co0.9Cu0.1O3-δ(Ln=Pr,Nd)钙钛矿氧化物样品,通过XRD和XPS研究样品的物相结构与化学状态,用电导驰豫法研究样品的氧化学扩散系数。
　　 实验结果表明:(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ体系样品的氧化学扩散系数Dchem随温度的升高、Nd含量的增加而上升,电导率随氧分压的增大而增大;样品(Pr0.2Nd0.8)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ氧扩散系数最大,在800℃时达到6.75×10-5cm2.s-1;样品(Pr0.2Nd0.8)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ在600℃下氧分压为1.0×105Pa时电导率达到最大值为1318.138S/cm。Ln0.7Sr0.3Co0.9Cu0.1O3-δ系样品的氧化学扩散系数Dchem随温度的升高而上升;样品Pr0.7Sr0.3Co0.9Cu0.1O3-δ氧扩散系数在800℃时达到3.97×10-5cm2·s-1。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 固体氧化物燃料电池的概述

1.1.1 固体氧化物燃料电池的工作原理

1.1.2 固体氧化物燃料电池的基本组成

1.2 阴极材料的结构性能

1.3 阴极材料的研究进展

1.4 本文研究目的及主要工作

第二章 阴极材料的制备及实验方法

2.1 样品的制备

2.2 实验测试方法

2.2.1 XRD谱测试

2.2.2 XPS测试

2.2.3 氧化学扩散系数测试

2.2.4 电导率测试

第三章 (Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ体系双稀土阴极材料的氧化学扩散系数及电学性能的研究

3.1 XRD分析结果

3.2 XPS分析

3.3 电导率分析

3.4 氧化学扩散系数分析

3.5 本章小结

第四章 Ln0.7Sr0.3Co0.9Cu0.1O3-δ(Ln=Pr,Nd)氧化学扩散性能的研究

4.1 XRD分析结果

4.2 XPS分析

4.3 氧化学扩散系数分析

4.4 本章小结

第五章 结论

参考文献

附录1 实验所需仪器

附录2 实验所需试剂

致谢

攻读学位期间发表的学术论文