2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、固體氧化物燃料電池(SOFCs)是一種高效,清潔的能量轉(zhuǎn)換裝置,傳統(tǒng)的SOFCs工作溫度高,成本高都制約其商業(yè)化發(fā)展,所以發(fā)展中低溫,低成本的新型電極材料迫在眉睫。而對(duì)稱(chēng)型SOFCs可有效的降低成本,且在陽(yáng)極通過(guò)采用鈣鈦礦和類(lèi)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的電極材料,在還原氣氛中有較高的抗積碳和抗硫毒化性能,但催化性能,導(dǎo)電率和穩(wěn)定性都比傳統(tǒng)陽(yáng)極差。因此,高導(dǎo)電率和高催化活性的對(duì)稱(chēng)SOFCs電極材料的研究非常關(guān)鍵。本文將圍繞對(duì)稱(chēng)型SOFCs的電極材料作系統(tǒng)

2、的研究。
  本文設(shè)計(jì)并合成了中溫La0.6Ca0.4Fe1-xNixO3-δ(x=0.2,0.4,0.6,0.8)(LCFN)的電極材料有著優(yōu)異的氧化還原結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,較高的電導(dǎo)率和優(yōu)秀的氧還原催化活性,且與Ce0.8Sm0.201.9(SDC)有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和化學(xué)兼容性。LCFN0.2的電導(dǎo)率在200S cm-1以上,LCFN0.2|SDC|LCFN0.2對(duì)稱(chēng)電池的極化阻抗在800℃為0.22Ω cm2。以LCFN0.2-3

3、0SDC為電極的對(duì)稱(chēng)電池的極化電阻在800℃為0.145Ω cm2,說(shuō)明SDC的加入提高了對(duì)稱(chēng)電池的性能。LCFN0.2-30SDC單電池在800℃下的功率密度為141 mW cm2,表明其確實(shí)是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ腟OFCs電極候選材料。
  通過(guò)浸漬的方法制備電極來(lái)改善電極性能。LCFN中的鐵鎳元素在800℃下的還原氣氛中從晶格中析出,主要以(γFe,Ni)的形式存在,將有效的提高陽(yáng)極的氫氣氧化催化性能。通過(guò)30SDC-infi

4、ltrated LCFN為電極制備對(duì)成型固體氧化物燃料電池,在800℃下的峰值功率密度為302 mW cm-2。在在800℃下,140h的長(zhǎng)期測(cè)試后其PPD穩(wěn)定在225mW cm-2,且在隨后的H2-air的循環(huán)氣氛中保持這個(gè)數(shù)值。
  研究了類(lèi)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)P2NiO4的電極材料在對(duì)稱(chēng)型SOFCs中的應(yīng)用。該材料具有優(yōu)異的氧化還原結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,較高的電導(dǎo)率和優(yōu)越的電化學(xué)催化活性。其在還原氣氛中還原后,通過(guò)XRD,SEM和EDS的分析,

5、PNO中的部分Ni元素在還原氣氛中會(huì)原位還原至PNO的骨架之上,這些納米金屬Ni顆粒均勻的依附在陽(yáng)極骨架上,有效的提高了陽(yáng)極對(duì)氫氣氧化的催化性能。40SDC-infiltrated PNO對(duì)稱(chēng)電池的極化電阻在800℃為0.06Ω cm2,在800℃下的峰值功率密度為356 mW cm-2。同時(shí),在356mA cm-2的電流密度中,168h的氫氣氣氛中PPD保持穩(wěn)定,并且該電池的熱震性和氧化還原循環(huán)氣氛實(shí)驗(yàn)中都保持著較好的穩(wěn)定性,表明PN

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