论文部分内容阅读
随着化石能源不断被发现以及开采技术的更新换代,在我们的有生之年,传统能源仍然会比新能源更有竞争力,但是为了及时缓解必然发生的化石能源枯竭危机以及全球变暖现象,对新能源的开发利用势在必行。
固体氧化物燃料电池(SOFC)以其清洁无污染、燃料适应性强、能量转换效率高、全固态结构、组装模块化等优点受到世界各界广泛关注。各个国家投入大量人力,财力,物力进行相关的开发研究工作。但是固体氧化物燃料电池较高的工作温度,对电池各部分材料的高温性能有着极为严苛的要求,这就提高了电池整体的成本,严重影响了其商业化进程,因此,降低电池工作温度成为了我们必须关注的重要课题。在不断研究中我们发现,质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFC)具有活化能低,能源转化效率高的优点,因此,本论文以质子导体固体氧化物燃料电池为研究目标,进行新型阴极材料的开发工作。
论文的第一章简单介绍固体氧化物燃料电池,包括其工作原理以及电解质与电极材料的概况,其中主要对阴极材料的现状进行阐述。
论文第二章介绍了一种新型的为适应BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-δ(BZCY)电解质而开发的阴极材料YBaCo3ZnO7+δ(YBCZ)。我们知道电极材料的导电性能和催化性能对电池的性能有很大的影响,但是电极与电解质的匹配程度也是一个非常重要的影响电池性能的因素。阴极YBCZ与经典的质子导体固体氧化物燃料电池电解质BZCY有着相当好的热匹配性,对单电池电化学性能的表征结果显示,在700℃下,其开路电压达到0.98V,功率307mW/cm-2,表现出了优良的性能。
第三章制备并测试了一种新型阴极材料NbBaCo2O5+δ,制得NBCO/BZCY/NiO-BZCY结构单电池在650-700℃的温度下进行电化学性能测试,在700℃时功率密度为438mWcm-2,显示了良好的电化学性能。
第四章对论文的主要工作作出总结,并对以后的工作进行了展望。