对称型固体氧化物燃料电池电极材料的制备及性能研究

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1、分类号密级ＵＤＣ＾南言恣式义等ＮＡＮＵＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥ州ＮＯＬＯＧＹ硕去专业学位论文对称型固体氧化物燃料电池电极材料的制备及性能研究（题名和副题名）华桂祥（作者姓名）下锡锋副教授学位类别王程硕去专业名称材料工程研巧方向新化巧材料论：巧較时间２０１７．３注１；注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。硕去学位论文对務型固体氧化物燃料电池电极材料的制备及性能研究作者；华挂祥指导教师；了锡锋副教授南京理工大学２０

2、１６年１２月Ｍ．Ｅ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＴｈｅＰｅｒａｒａ村ｏｎａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｐＥｌｅｃｔｒｏｄｅＭａｔ：ｅｒｉａｊｌｓｆｔ）ｒＳｍｍｅｔｒｉｃｙＳｏｌｉｄＯｘｉｄｅＦｕｅｌＣｅｌｌｓＢｙＧｕｉｘｉａｎｇＨｕａＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂＰｒｏｆ．ＸｉｆｅｎｉｎｐｙｇＤｇＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１６，声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加Ｗ标巧

3、和致谢的部分外，不包含其他人己经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。／２研巧生签名：浑旅婆才年如曰Ｊｊ学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可Ｗ向有关部口或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研巧生签名：聋遗辜Ｌ别年口＾＾叫硕±学位论文对称型固体氧化物燃料电池电极材料

4、结构和性能研巧摘要固体氧化物燃料电池一（ＳＯＦＣｓ）是种窩效，清洁的能量转换装置，传统的ＳＯＦＣｓ工作温度高，成本高都制约其商业化发展，所Ｗ发展中低温，低成本的新型电极材料迫在眉睫。而对称型ＳＯＦＣｓ可有效的降低成本，且在阳极通过采用钩铁矿和类巧铁矿结构的电极材料，在还原气氛中有较髙的抗积碳和抗硫毒化性能，但催化性能，导电率和稳定性都比传统阳极差。因此，髙导电率和高催化活性的对称ＳＯＦＣｓ电极材料的研巧非常关键。本文将围绕对称型ＳＯＦＣｓ的电极材料作系统的研巧。＝本文设计并合成了中温ＬａｏＮｉ方？．４．（）．６Ｃａｏ．４Ｆｅッｒ

5、０．２００．６０８ＬＣＦＮ的电极材ｌ３＾（，，，）料有着优异的氧化还原结构稳定性，较高的电导率和优秀的氧还原催化活性，且与－Ｃｉｅ〇．８Ｓｍ〇．２〇ｉ．９（ＳＤＣ）有良好的结构稳定性和化学兼容性。ＬＣＦＮ０．２的电导率在２００Ｓｃｍ’２。－Ｗ上，ＬＣＦＮ０．２ＳＤＣＬＣＦＮ０．２对称电池的极化阻抗在８００Ｃ为０．２２ＨｃｍＷＬＣＦＮ０．２｜｜‘２３０ＳＤＣ８００Ｃ．１４５ｆｌｃｍ为电极的对称电池的极化电阻在为０，说明ＳＤＣ的加入提髙了’－２对称电池的性能－Ｃ１ｍｃｍ。ＬＣＦＮ０．２３０ＳＤＣ单电池在８００下的功率密度为１４Ｗ，表明

6、一种具有发展潜力的ＳＯＦＣ其确实是ｓ电极候选材料。‘通过浸溃的方法制备电极来改善电极性能。ＬＣＦＮ中的铁餘元素在８００Ｃ下的还原气氛中从晶格中析出，主要Ｗ（ｙＦｅ，Ｎｉ）的形式存在，将有效的提高阳极的氨气氧化催化‘－性能。通过３０ＳＤＣｉｎｆｉｌｔｒａｔｅｄＬＣＦＮ为电极制备对成型固体氧化物燃料电池，在８００Ｃ下－２‘的峰值功率密度为３０２ｍＷｃｍ。在在８００Ｃ下，１４０ｈ的长期测试后其ＰＰＤ稳定在２２５－２ｍＷｃｍ－ａｒ，且在随后的Ｈ２ｉ的循环气氛中保持这个数值。研巧了类巧铁矿结构Ｐ２Ｎｉ〇４的电极材料在对称型ＳＯＦＣｓ中的应用

7、。该材料具有优异的氧化还原结构稳定性，较高的电导率和优越的电化学催化活性。其在还原气氛中还原后，通过ＸＲＤ，ＳＥＭ和ＥＤＳ的分析，ＰＮＯ中的部分Ｎｉ元素在还原气氛中会原位还原至ＰＮ０的骨架之上，这些纳米金属Ｎｉ颗粒均匀的依附在阳极骨架上，有效的提高了‘－阳极对氨气氧化的催化性能。４０ＳＤＣｉｎｆｉｌｔｒａｔｅｄＰＮＯ对称电池的极化电阻在８００Ｃ为２‘－２－２０．０６ｎｃｍ，在８００Ｃ下的峰值功率密度为３５６ｍＷｃｍ。同时，在３５６ｍＡｃｍ的电流密度中，１６化的氨气气氛中ＰＰＤ保持稳定，并且该电池的热震性和氧化还原循环气氛实一ＳＯＦＣ验中

8、都保持着较