固體氧化物燃料電池陽極材料及直接炭燃料電池的研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFC)是第四代燃料電池，是一種有別于傳統(tǒng)能源的能量轉(zhuǎn)化方式，正在逐漸受到各國的重視，陽極材料性能好壞關(guān)系到電池的性能。直接炭燃料電池(DCFC)是用炭材料直接作陽極，是一種轉(zhuǎn)化效率更高(理論上100％)，成本更低的燃料電池，它幾乎可以轉(zhuǎn)化任何固體炭物質(zhì)。 論文圍繞中低溫SOFC新型陽極材料及DCFC開展了研究工作。采用溶膠凝膠法制備MO-SDC，添加一定量的導(dǎo)電炭黑(CB)得到CB-MO-SDC作SOFC

2、陽極材料并裝配成單電池測試電性能。初步建立DCFC的實驗裝置，以及確定電解質(zhì)材料和陽極材料。 1、在MO-SDC材料中添加具備良好電子電導(dǎo)性和高溫抗氧化性能的CB來改善SOFC的導(dǎo)電性能，實驗發(fā)現(xiàn)：添加1.5wt％CB的MO-SDC陽極材料，使用氫氣作燃料時獲得了285 mW/cm2的功率密度。 2、考察MO-SDC干凝膠的焙燒溫度對電池性能的影響，實驗表明在550℃焙燒時氫氣進(jìn)料，CB-MO-SDC作陽極材料可獲得29

3、3 mW/cm2的功率密度，繼續(xù)對陽極材料考察甲醇作燃料，獲得217 mW/cm2的功率密度。 3、建立DCFC的實驗裝置，確定測試最佳溫度650℃。以針狀焦為陽極，對電解質(zhì)進(jìn)行了選擇，實驗發(fā)現(xiàn)30wt％LiAlO2-(Li2CO3-K2CO3)是實驗條件下最適宜的電解質(zhì)材料，獲得141 mW/cm2的功率密度。 4、考察多種炭材料，實驗表明，針狀焦是最適宜的DCFC陽極材料。為了增大接觸面積，確定添加37.5 wt％電