la1.4ca0.6comno5+δ双钙钛矿中温固体氧化物燃料电池阴极材料的性能与优化

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1、La分类号：TM911.4TQ174.75+8.11单位代码：101831.4Ca研究生学号：2014322026密级：公开0.6CoMnO5+δ双钙钛矿中温吉林大学固体氧化物硕士学位论文燃料电池La1.4Ca0.6CoMnO5+δ双钙钛矿中温固体氧化物燃料电池阴极阴极材料的性能与优化材料的PerformanceandoptimizationofLa1.4Ca0.6CoMnO5+δdouble性能与perovskitecathodematerialforintermediate-temperature优化solidoxidefue

2、lcells作者姓名：李荣荣李荣荣专业：凝聚态物理研究方向：固体氧化物燃料电池指导教师：贺天民教授吉林培养单位：吉林大学物理学院大学2017年5月La1.4Ca0.6CoMnO5+δ双钙钛矿中温固体氧化物燃料电池阴极材料的性能与优化PerformanceandoptimizationofLa1.4Ca0.6CoMnO5+δdoubleperovskitecathodematerialforintermediate-temperaturesolidoxidefuelcells作者姓名：李荣荣专业名称：凝聚态物理指导教师：贺天民教授学

3、位类别：理学硕士答辩日期：2017年5月31日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立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

4、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。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：√硕士□博士学科专业：凝聚态物理论文题目：La1.4Ca0.

5、6CoMnO5+δ双钙钛矿中温固体氧化物燃料电池阴极材料的性能与优化作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：长春市前进大街2699号，吉林大学前卫南区物理楼（130012）作者联系电话：15584174315摘要La1.4Ca0.6CoMnO5+δ双钙钛矿中温固体氧化物燃料电池阴极材料的性能与优化摘要燃料电池是一种直接高效地将化学能转化为电能的装置。在各种类型的燃料电池中，固体氧化物燃料电池(SOFC)是综合了环境友好性和燃料灵活性的最为理想的选择。然而传统的SOFC较高的工作温度下(～1000°C)会遭遇一系列问题：

6、如部件间易发生界面反应，材料选择较为严苛、成本昂贵，热匹配差异较大、易造成电池分层裂解、缩短使用寿命等。降低SOFC的运行温度便能够从根本上缓解这些问题。但是随着电池工作温度的降低，电解质的欧姆极化以及电极（尤其是阴极）的活化极化损失将会急剧增大，进而严重地影响了电池的性能。例如传统阴极材料La20.8Sr0.2MnO3-δ的极化阻抗由900°C时的0.39Ωcm迅速增大到700°C时的55.7Ωcm2。因此大量的研究工作集中在开发出适合在中温范围内(600―800°C)运行的具有高的氧还原性能的SOFC阴极材料。本文以La2+3

7、+2CoMnO6为母体材料，通过用Ca部分取代La的方法来产生有利于改善材料的氧吸附和传导性能的氧空位，提升其作为中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料的电化学性能。随后又通过与电解质材料Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)和双钙钛矿阴极材料SmBaCo2O5+δ复合，分别获得了两种复合阴极材料，对其热学和电化学性能进行了优化，以期开发出更具潜力的IT-SOFC阴极材料。我们采用溶胶―凝胶法合成了A位Ca2+掺杂的La1.4Ca0.6CoMnO5+δ(LCCM)双钙钛矿氧化物。分别经1250、1300和1350°C烧结

8、10h后，三个样品均呈现单斜结构，空间群为P121/n1。选取结晶程度和导电特性最为优异的样品(烧结温度为1300°C)进行后续的热学和电化学分析（以下未有特殊标明时，LCCM均指烧结温度为1300°C的样品）。原位HTXRD证明，LCCM在RT―