a位缺位對bace,0.8sm,0.2o,3δ基復(fù)合電極的性能影響研究

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文A位缺位對BaCeSmO基復(fù)合電極的性能影響研究姓名：吳新風(fēng)申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：彭冉冉;夏長榮20100501A b s t r a c tA b s t r a c tS o l i d o x i d e f u e l c e l l s ( S O F C ) a r e a l l s o l i d - s t a t e e l e c t r o c h e m i c a

2、 l e n e r g yc o n v e r s i o nd e v i c e s ，w h i c h h a v er e c e i v e dc o n s i d e r a b l ea t t e n t i o nf o r t h e i rh i g he n e r g yc o n v e r s i o ne f f i c i e n c ya n d l o we n v i r o n m e

3、n t a lp o l l u t i o n ．P r o t o nc o n d u c t i n gS O F C s i so n eo f t h ek e y t o p i c sf o rs o l i do x i d ef u e l c e l l sb e c a u s eo f t h e i rh i g hf u e le f f i c i e n c ya n d s i m p l e f u

4、 e l r e c y c l i n g d e v i c e s ．A m o n gt h e p r o t o n c o n d u c t i o n S O F C s ，t h e i re l e c t r o d e s a r e m a i n l yc o m p o s i t e e l e c t r o d e s w h i c ha r e c o n s t i t u t e d b y

5、 e l e c t r o n i cc o n d u c t o r sa n dp r o t o nc o n d u c t o r ( A B 0 3 ) ．T h ed e v i a t i o nf r o m A ：Bs t o i c h i o m e t r yi nA B 0 3 p e r o v s k i t e sh a sa g r e a te f f e c to n t h e i re l

6、 e c t r o —p e r f o r m a n c eo f t h em a t e r i a l s ．I nt h i s p a p e r , t h e e f f e c t o fA - s i t e d e f i c i e n c y i n B a C e o ．s S m 0 ．2 0 3 ．6 o nt h e e l e c t r o d ep e r f o r m a n c e f

7、o r p r o t o n c o n d u c t i n g S O F C sW a s i n v e s t i g a t e d ．M e a n w h i l e ，s o m et h e o r e t i c a l a n de x p e r i m e n t a l d a t e s u p p o r tw a sp r o v i d e d f o r t h e p r e p a r a

8、 t i o n o fH - S O F C w i t hh i g h - p e r f o r m a n c ec a t h o d e ．C h a p t e rI i n t r o d u c e st h eb a c k g r o u n da n d d e v e l o p m e n to f s o l i do x i d e f u e l c e l l sa n d t h e i ra p

9、 p l i c a t i o n s ，w i t hs p e c i a le m p h a s i so nt h ec o n d u c t i n gm e c h a n i s ma n dt h e i ra f f e c t i n gf a c t o ro np r o t o n c o n d u c t o r s ，s u c h a sd o p e B a C e 0 3 ．C h a p t

10、 e r I I m a i n l yi n t r o d u c e st e s t i n gm e t h o d sa n dc h a r a c t e r i z a t i o n so fS O F C s ．T h e p r i n c i p l e o f X R D ，S E M ，a n d E I Sw e r e g i v e n a s i m p l e e x p l a n a t i

11、o n ．C h a p t e r I I Ii st h em a i np a r to f t h i s p a p e r ．T h eB a i ．x C e 0 ．s S m o ．2 0 3 - 6p o w d e r sw e r es y n t h e s i z e d w i t l l m o d i f i e d g l y c i n e - n i t r a t e p r o c e s s

12、( O N P ) ．T h e e f f e c t o f A —s i t ed e f i c i e n c y i n B a C e 0 ．s S m 0 ．2 0 3 ．6 i n c o m p o s i t e e l e c t r o d e s o n t h e p e r f o r m a n c ew a ss y s t e m a t i c a l l yi n v e s t i g a t

13、 e db ye l e c t r o c h e m i c a li m p e d a n c es p e c t r o s c o p y ( E I S ) u s i n gs i n g l e c e l l s ．T h e r e s u l t s s u g g e s t e d t h a t t w oo v e r l a p p e d a r c s w e r e o b s e r v e

14、d i ni m p e d a n c es p e c t r ao ft h e c e l l s 、^ r i m t h o s e c o m p o s i t ee l e c t r o d e su n d e ro p e nc i r c u i tc o n d i t i o n s ．T h el o wf r e q u e n c yr e s i s t a n c e sr e d u c e d

15、f i r s t a n dt h e ni n c r e a s e dw i t ht h ev a l u e o f A - s i t ed e f i c i e n c yo f B a t ．x C e 0 ．8 S r n 0 ．2 0 3 ．8i nb o t ha n o d e a n dc a t h o d e ，w h i l e t h el l i 曲f r e q u e n c y r e s

16、i s t a n c e s k e p t a l m o s ts t a b l ew i t h a c t i v a t i o ne n e r g yo f 0 ．6 5e V ．T h e s er e s u l t s s u g g e s tt h a tt h eh i g h f r e q u e n c yr e s i s t a n c e s a r e m a i n l y d o m i

17、n a t e db yt h ec o n d u c t i v i t yo fe l e c t r o l y t e ，w h i l et h el o w 丘e q u e n c y r e s i s t a n c e sa r em o r e a p tt o t h ee l e c t r o d ea c t i v i t y ．W i t h B a 0 ．9 8 C e o ．s S m 0 ．2

18、0 3 - 8s u b s t i t u t i n gf o rB a C e o ．s S r n o ．2 0 3 ．6i n b o t ha n o d e a n d c a t h o d e ，t h ep o l a r i z a t i o nr e s i s t a n c e sa r e 0 ．3 3 9Q c m 2 a t6 5 0 o C ，o n l y 4 2 ．1 ％o f t h a tw