ndbafe_2o5+δ基阳极材料的制备及性能研究

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1、分类号：TB3密级：可公开UDC：编号:NdBaFe2O5+δ基阳极材料的制备及性能研究PreparationandPropertiesofNdBaFe2O5+δBasedAnodeMaterials学位授予单位及代码：长春理工大学(10186)学科专业名称及代码：材料科学与工程(080500)研究方向：固体氧化物燃料电池申请学位级别：硕士指导教师：沈羽讲师研究生：王乾论文起止时间：2014.09-2016.01长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《NdBaFe2O5+δ基阳极材料的制备及性能研究》是本人在指导教师的指导下，独立

2、进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编

3、入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日II摘要随着传统能源的日渐枯竭，化石燃料产生的环境污染和温室效应日益加重，新能源与绿色能源越来越受到世界的重视，固体氧化物燃料电池(SOFC)由于具有高效、燃料适应性强等优点受到了人们的极大关注。作为SOFC的关键组成部分，阳极材料的开发一直是人们的一个研究重点，传统的Ni/YSZ阳极材料在碳氢化合物燃料下会产生碳沉积现象，而具有双钙钛矿结构的阳极材料是目前阳极研究领域中的一个热点。本文使用溶胶—凝胶法制备了NdBaFe2O5+δ(NBFO)材料，将Sm0

4、.2Ce0.8O1.9(SDC)用物理混合的方法与NBFO进行一定质量比的掺杂形成复合阳极，进行了成相结构，表面形貌，电学性能和电化学性能的测试。研究结果表明，随着SDC复合量的增加，NBFO-SDC复合阳极材料的电导率呈下降趋势；同时，由于电池三相反应界面的增加，总体上提升了电池的电化学性能。NBFO与SDC质量比在8:2时的复合阳极表现出了o2最好的电池性能，以H2为燃料，工作温度在850C时最高达到733mW/cm；以CH4o2为燃料，在900C的工作温度可以达到189mW/cm。论文接着采用SDC硝酸盐溶液浸渍的方法制备了NBFO-SDC复合阳极材料，研

5、究了SDC纳米粒子的引入对材料的表面形貌和电化学性能的影响。实验结果表明，随着SDC浸渍次数的增加，复合阳极的交流阻抗值呈现先减小后增大的趋势；电池性能o相应的出现先增大后减小的趋势。浸渍2次的阳极材料具有最优的电池性能，在850C，2oH2气氛下，最大功率密度为632mW/cm，在900C，CH4气氛下，最大功率密度为2253mW/cm。终上所述，SDC修饰的NBFO阳极材料在H2和CH4中表现出优良的电化学性能，有望成为一种新型的耐积碳的固体氧化物燃料电池阳极材料。关键词：固体氧化物燃料电池阳极NdBaFe2O5+δ电学性能电化学性能IABSTRACTThe

6、newenergyandgreenenergyaregettingmoreandmoreattentionbecausetheexhaustionofthetraditionalenergysources,theenvironmentalpollutionandthegreenhouseeffectoffossilfuelsarebecomingmoreandmoreserious.Solidoxidefuelcell(SOFC)hasreceivedgreatattentionbecauseofitshighefficiencyandstrongadaptab

7、ility.AsakeypartofSOFC,thedevelopmentofanodematerialhasbeenaresearchhotspot.ThetraditionalNi/YSZanodematerialcanproducecarbondepositionunderthefuelofhydrocarbon,whiletheanodematerialwithdoubleperovskitestructureisahotspotinthecurrentresearch.NdBaFe2O5+δ(NBFO)materialswerepreparedbyso

8、l-gelmethod,