固体氧化物燃料电池钙钛矿阴极材料的研究Study on Perovskite Cathode Materials for solid oxide fuel cells.pdf

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1、分类号：单位代码：—ANHUIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY论文题目：固体氧化物燃料电池钙钛矿阴极材料的研究作者姓名：余良浩专业名称：化学工程导师姓名：陈永红教授完成时间：二—五年六月中图分类号：论文编号学科分类号：密级：公开安徽理工大学硕士学位论文固体氧化物燃料电池钙钛矿阴极材料的研宄作者姓名：余良浩专业名称：化学工程研宄方向：固体氧化物燃料电池导师姓名：陈永红教授导师单位：安徽理工大学答辩委员会主席：论文答辩日期：年爻月曰安徽理工大学研究生处年月日ADissertationinChemicalEnginee

2、ringStudyontheperovskitecathodeofSolidOxideFuelCellCandidate:YuLianghaoSupervisor:v,rChenYonghongSchoolofChemicalEngineeringAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo.168，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽理工大学或其他

3、教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：每曰期：感年月』曰学位论文版权使用授权书本学位论女作者完全了解安徽理工大学有倮留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或虮送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学

4、位论文作者签名：辱炙皓签字日期：如碑月日摘要摘要固体氧化物燃料电池是一种将化学能直接转化成电能的装置，由于它具有能源转化率高，环境污染少，燃料选择范围宽等优点被誉为世纪绿色能源。传统的在高温下°因为运行温度高，材料的选择范围窄，成本高等缺点限制了它的发展，因此发展中低温固体氧化物燃料电池（°会大大降低材料的成本，加快它的商业化。但是温度的降低也会同时减少阴极材料传输氧离子的能力，因此开发中低温阴极材料成为亟待解决的问题。本文主要研究成果总结如下：本论文采用柠檬酸硝酸盐自蔓延燃烧合成法制备了、、±±三类阴极材料和一种电解质。釆用射线衍射仪、扫

5、描电子显微镜、热膨胀仪（和交流阻抗法等对材料物相、微观结构热膨胀系数和电性能等进行表征。第三章采用柠檬酸自蔓延燃烧法合成了一种新型阴极粉体和电解质粉体，将与粉体按质量比混合，研磨后得到复合阴极。用射线衍射仪研究其化学相容性、直流四端子法测电导率以及用热膨胀仪测量其热膨胀系数；通过结果表明在°能够得到立方纯钙钛矿结构，复合阴极在工作温度区间内具有很好的化学相容性，在°空气气氛下与之间的极化阻抗仅为；制备阳极支持型（单电池，在°范围内以湿润的水蒸汽为燃料气，空气为氧化剂进行测试。结果表明阳极支撑的单电池共烧°可以得到一个致密的电解质层和多孔的电

6、极，而且°时单电池开路电压，最大输出功率为。第四章第四章介绍了元素对钙钛矿结构的的掺杂。阴极材料要具有一定的离子和电子电导率，和相邻组元之间要又相近的热匹配性，元素是一种战略储备元素，同样也具有很高的电子电导率，因此很多钙钛矿结构的阴极材料得到了深入的研宄如、、等。然而的掺杂在增大材料的电导率的同时，也增大了材料的热膨胀系数，使得和常用的电解质材料、、的不匹配性，通过对位和位的掺杂可以提高的稳定性降低它的热膨胀系数，最近和报到用安徽理工大学硕士学位论文的掺杂可以降低阴极材料的热膨胀系数，增加氧离子的传输性能。根据和本实验制备并研究出一种新型

7、妈铁矿结构的阴极材料并研究它在中低温固体氧化物燃料电池中的应用。第五章研宄了一系列新的层状钙钛矿氧化物±±，并从中研究得出随着的增大其电导率逐渐增大，当时其电导率达到最大（并深入研究了它在电化学方面的性能。图表参关键词：中低温固体氧化物燃料电池；阴极材料；电化学性能；最大功率分类号：；AbstractAbstractSolidoxidefuelcellisandirectlyconvertthechemicalenergyoffuelintoelectricalenergywithhigheficiencyandlowemissionofp

8、ollutantsandextensivefuelflexibility,andwascalledtheadvantage,whichisknownasthegreenenerg