【摘 要】
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固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)是一种高效清洁的能量转化装置,具有效率高、环境友好、燃料适用灵活等突出优势,有望成为新一代清洁能源.当前,SOFC阳极使用最广的是镍基材料,这得益于其低成本、优异的化学稳定性和催化效果等优点.但是,当SOFC以碳氢化合物为燃料时,镍基阳极上会产生大量积碳,严重破坏阳极结构,进而影响电池性能和运行稳定性.因此,探究固体氧化物燃料电池镍基阳极积碳机理与改善方法具有重要的科学意义.基于近年来SOFC镍基阳极积碳过程的前沿研究,本文综述了S
【机 构】
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山东理工大学化学化工学院,山东 淄博 255049
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固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)是一种高效清洁的能量转化装置,具有效率高、环境友好、燃料适用灵活等突出优势,有望成为新一代清洁能源.当前,SOFC阳极使用最广的是镍基材料,这得益于其低成本、优异的化学稳定性和催化效果等优点.但是,当SOFC以碳氢化合物为燃料时,镍基阳极上会产生大量积碳,严重破坏阳极结构,进而影响电池性能和运行稳定性.因此,探究固体氧化物燃料电池镍基阳极积碳机理与改善方法具有重要的科学意义.基于近年来SOFC镍基阳极积碳过程的前沿研究,本文综述了SOFC镍基阳极积碳机理及各种积碳改善策略的最新研究进展,并从优化阳极材料组成和操作条件等方面归纳总结了几种SOFC阳极材料的研究现状和未来发展方向,以期为高性能SOFC阳极材料的开发提供有价值的参考.
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先用液相沉淀技术合成Lu/In/Tm/Yb四元体系水合碱式碳酸盐类沉淀前驱体,然后将其在1100℃煅烧制备出一系列类球状平均粒度约为110nm的[(Lu0.5In0.5)0.999-xTm0.001Yb]2O3(x=0～0.05)氧化物固溶体.在980nm泵浦激光激励下这种氧化物粉体在可见光区发射出强烈的蓝青光(450～510 nm,源于Tm3+离子4f12电子组态内1D2→3H6,3F4电子跃迁)和较弱的红光(650～670 nm,源于Tm3+离子的1G4→3F4电子跃迁),二者的上转换过程均为双光子吸
用熔融共混法制各了氯化铁(FeCl3)催化聚乳酸(PLA)快速降解材料.PLA材料降解的速率提高了10倍,但是PLA/FeCl3在加工过程中分子量大幅度减小,使力学性能和可加工性能降低.为了减小PLA/FeCl3在熔融加工中的过度降解,将有优良扩链和增塑效果的亚磷酸三苯酯(TPPi)引入PLA/FeCl3体系中,用熔融共混制备TPPi改性PLA/FeCl3材料,使其具有一定的综合力学性能.通过碱溶液降解实验和多种测试研究了样品的降解速率和综合性能.结果 表明,TPPi和FeC13的添加量之比为3∶1的P3
氧气还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池中的一个关键过程,反应动力学缓慢是制约其发展的瓶颈.MXene基纳米材料(包括MXenes复合材料)作为一种新型的二维层状材料,具有丰富的组成、高比表面积和化学稳定性、可调电子状态、大量暴露的活性位点等独特的结构特点,被认为是当前最有前途的一类ORR电催化剂或载体.开发高性能MXene基ORR催化剂为加速燃料电池和金属-空气电池阴极的缓慢ORR提供了新的途径.本文通过对近期相关文献进行分类总结,综述了MXene基ORR催化剂的设计原则,着重介绍了MXenes
对选区激光熔化成形的17-4PH不锈钢分别进行真空热处理、热等静压高压淬火处理和组合热处理(热等静压固溶后快淬和马弗炉时效后水冷),在1040℃固溶处理2h和在480℃时效4h,观察其显微组织并研究了热处理对其力学性能的影响.结果 表明,17-4PH不锈钢由回火马氏体和淬火马氏体组成,热处理后沉淀相弥散分布于晶粒内部,其颗粒尺寸为100～150 nm.真空热处理使合金内部孔隙的尺寸减小到3～7μm,而热等静压使内部孔隙几乎完全闭合,使钢的密度基本上达到理论值.真空热处理+水淬使沉积态17-4PH不锈钢的抗
为研究P含量对Sn-9Zn-0.1S钎料显微组织、抗氧化性、润湿性及耐腐蚀性能的影响,通过光学显微镜观察钎料的显微组织,采用静态刮渣法测定钎料在不同温度下的抗氧化性能,用润湿铺展面积评价不同温度下钎料在Cu基板上的润湿性,采用腐蚀失重法衡量钎料在pH值为3.7的HC1溶液中的耐腐蚀性,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对钎料在不同温度下的氧化产物和酸性腐蚀条件下形成的腐蚀产物进行形貌观察和物相分析.结果 表明:适量P的添加可以细化Sn-9Zn-0.1S钎料层片状共晶组织,但短棒状富Zn相随P
由于动力学缓慢,在能源转换和储存过程中,特别是在电解水过程,氧析出反应(OER)是一个关键的限制性反应.目前该领域所面临的主要挑战是探索不含贵金属的催化剂,以促进OER反应过程.由于独特的化学、物理特性和低廉的使用成本,过渡金属基化合物在水的电化学分解过程中的应用得到了广泛关注.本文综述了尖晶石、钙钛矿和层状双金属氢氧化物(LDH)三种过渡金属化合物作为OER电催化剂的最新研究现状和进展,重点介绍了提高OER催化活性和催化剂稳定性的策略以及相应催化剂的催化性能和效果.综合当前文献的研究结果可以发现,OER
基于用高温节点下压法成形的TC4钛合金芯体,用面芯激光焊接制备了钛合金金字塔点阵结构.用响应曲面法优化激光焊接参数,实现了点阵结构面芯连接,分析焊接节点的微观组织并进行了点阵结构平压实验.结果 表明:激光功率对焊接效果有显著的影响.点阵结构面芯激光焊接的优化工艺参数为:上面板的焊接功率为1.4kW,下面板的焊接功率为1.2kW,离焦量为30mm,停留时间为1s.在激光焊接热影响区发生了马氏体转变,分布着大量的针状马氏体;熔焊区的组织为粗大β相+针状α相.在焊接节点处,从熔焊区到母材的显微硬度随着马氏体相的
电化学氧还原反应(ORR)合成H2O2是一种低成本、无污染的绿色合成方法.但是,ORR动力学缓慢,存在四电子ORR生成H2O的竞争反应,因此需要使用催化剂提升ORR的反应活性以及二电子ORR的选择性.近年来,碳基材料因价格便宜、来源广泛、调控方法多样,被广泛应用于该领域.本文首先简要介绍了电催化ORR合成H2O2的机理,并根据机理分析了影响电化学合成H2O2催化性能的关键因素.接着阐述了提升碳基ORR催化剂活性与二电子选择性的策略,并着重介绍了非金属原子掺杂碳材料和过渡金属氮碳材料.最后,总结了碳基催化剂
本文系统研究了Sr缺位对Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ氧电极材料晶体结构、电导率和电化学性能的影响规律.结果表明Sr缺位导致晶胞体积增大,降低了氧溢出的温度,增强了材料内部晶格氧的活性,Sr1.95Fe1.5Mo0.5O6-δ材料具有最大的电导率为38.4 S/cm.Sr缺位提高了材料的氧还原反应活性,800℃时Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ、Sr1.95Fe1.5Mo0.5O6-δ、Sr1.9Fe1.5Mo0.5O6-δ对称电池在空气下的极化电阻分别为0.102、0.070和0.096Ω·cm2
整体煤气化固体氧化物燃料电池(integrated gasification solid oxide fuel cellI,IG-SOFC)发电系统,利用煤气化合成气作为SOFC燃料,可以实现煤发电的近零排放,是一种非常有前景的清洁煤电技术,尤其契合我国以煤为主的资源秉性.提出一种IG-SOFC并网发电测试系统设计方案,搭建了可实现“并网测试模式”及“并网发电模式”实时切换的SOFC并网发电系统测试平台.基于自主研发的5 kW级SOFC堆塔模块,在煤制合成气作为燃料的条件下进行了实验测试,以验证系统设计方