固體氧化物燃料電池雙相電極材料制備與電學(xué)性能的研究.pdf

1、雙相材料作為固體氧化物燃料電池陽極材料得到人們廣泛的關(guān)注。本論文分別對(duì)NiO/La2Mo2O9、NiO/YSZ和LaSr3Fe3O10-δ/La2Mo2O9雙相復(fù)合粉體的電學(xué)性能進(jìn)行了探索性研究。
　　論文第一章主要介紹了固體氧化物燃料電池的原理及研究現(xiàn)狀。第二章主要要介紹了應(yīng)用到的試驗(yàn)方法。
　　第三章采用化學(xué)沉淀法制備了NiO/La2Mo2O9(簡記為N/L)雙相材料，并研究了其電學(xué)性能。介電研究結(jié)果表明體積比為2:8的

2、N/L樣品在848K附近出現(xiàn)由αLa2Mo2O9→βLa2Mo2O9相變導(dǎo)致的介電損耗峰，在633K附近出現(xiàn)與La2Mo2O9相中的氧短程擴(kuò)散有關(guān)的損耗峰，其介電活化能為1.01eV，在440K附近出現(xiàn)NiO樣品的損耗峰。體積比為4:6的N/L樣品介電弛豫譜中在480K和823K附近出現(xiàn)NiO相變和La2Mo2O9相變有關(guān)的損耗峰。在500-820K溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)三個(gè)介電損耗峰，第一個(gè)峰與La2Mo2O9相中的O(1)?O(2)氧的短程

3、擴(kuò)散有關(guān)，其介電活化能為1.45±0.10eV。第二個(gè)與第三個(gè)損耗峰的峰溫與測試頻率之間沒有明顯的弛豫性質(zhì)。
　　第四章研究了雙相試樣LaSr3Fe3O10-δ/La2Mo2O9(簡記為LSFO/LMO)的化學(xué)相容性、電導(dǎo)率、介電弛豫行為。固相法制備的LSFO/LMO的化學(xué)相容性經(jīng)XRD表征確定700℃保溫3h，LSFO與LMO未發(fā)生反應(yīng),800℃保溫3h的樣品出現(xiàn)了少量雜相。雙相材料的電導(dǎo)率，隨著LSFO體積比的增大而增大。LS

4、FO:LMO=2:8樣品在800K附近出現(xiàn)由αLa2Mo2O9→βLa2Mo2O9相變所產(chǎn)生的損耗峰，在600K附近出現(xiàn)與 La2Mo2O9相中的氧短程擴(kuò)散有關(guān)的損耗峰，其介電活化能為1.53eV。采用恒壓電泳沉積法在 La2Mo2O9支撐體上制備了LaSr3Fe3O10-δ/La2Mo2O9薄膜。對(duì)電泳沉積工藝的研究表明電壓為20V時(shí)沉積三分鐘的薄膜質(zhì)量最好，其厚度約為30μm，且薄膜與支撐體之間結(jié)合性良好。通過對(duì)LSFO/LMO‖L

5、MO半電池的交流阻抗譜測試，其阻抗譜曲線是由四個(gè)半圓弧構(gòu)成的，通過擬合結(jié)果表明隨著溫度的升高電池的歐姆電阻也隨著降低，極化電阻也隨著降低。
　　第五章通過Zeta電位測量，確定了電泳沉積制備NiO/YSZ薄膜所用懸浮液的最佳組成為250mL蒸餾水+5gNiO/YSZ復(fù)合粉體+6mL十二烷基苯磺酸鈉表面活性劑。采用恒壓電泳沉積法在YSZ支撐體上制備了NiO/YSZ薄膜。對(duì)電泳沉積工藝的研究表明電壓為20V時(shí)沉積三分鐘的薄膜質(zhì)量最好，