固體氧化物燃料電池電解質與陽極材料制備與表征.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種新型的全固態能量轉化裝置，具有能量轉換率高、環境污染小、燃料的適應性強、造價相對較低等優點。SOFC的發展歷史、基本結構、工作原理、關鍵材料等會在論文第一章進行簡介。傳統的SOFC工作溫度一般在1000℃，如此高溫會導致連接、密封材料選擇困難和較高成本。降低操作溫度，使SOFC能在600℃，甚至以下的溫度下運行，會大大減少SOFC的成本，有利于實現SOFC的商業化。但是工作溫度的降低，會造成電極活性的

2、降低，產生較高的電極極化阻抗。本論文著重于降低電極極化阻抗，研究了電解質表面微結構對陰極極化影響和復合陽極的電化學性能。
　　1.電解質表面微結構對SOFC陰極極化電阻的影響在固體氧化物燃料電池(SOFC)中，電解質對陰極界面極化電阻(Rc)有著顯著影響。第二章以Sm0.2Ce0.8O2-δ(SDC)為例，研究電解質表面微結構，即晶粒大小和晶界長度對Rc的影響。通過改變燒結溫度和時間，制備出具有不同晶粒尺寸和晶界密度的電解質。以絲

3、網印刷法制備對稱電池，電極為典型的SOFC陰極，即錳酸鍶鑭(LSM)和鑭鍶鈷鐵(LSCF)。無論是純電子導體的LSM還是混合導體LSCF，其Rc都受到電解質微結構的明顯影響，并隨著晶粒尺寸的減小，晶界密度的增加成降低趨勢。此外，對于LSM電極，晶界密度的增加，促進了陰極反應的氧離子傳導過程。
　　2.Sr2Fe1.5Mo0.5O6-x(SFM)-Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)復合陽極制備與表征Sr2 Fe1.5 Mo0.5

4、O6-x(SFM)這種雙鈣鈦礦材料在中高溫下具有很多優良性能，包括較高的電導率，足夠的催化活性，抗硫性和抗積碳性等。但在中低溫，由于SFM的離子電導率很低，使其反應活性很低。在SFM中加入離子導電相，構成復合陽極，可以有效地提高其反應活性，從而提高陽極性能。Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)在中溫下具有較好的離子電導，且其本身是很好的催化劑，因此向SFM中加入SDC，可能提高其電化學性能。第三章研究SDC加入SFM，構成復合陽極SF