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用于固体氧化物燃料电池的铁掺杂YSZ复合电解质与电极的制备及性能研究

作　者: 高鸿波
导　师: 刘江
学　校: 吉林大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 固体氧化物燃料电池 YSZ GNP 复合电解质
分类号: TM911.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文利用固相烧结法合成了纯YSZ 和不同掺杂比例Fe₂O₃-YSZ复合电解质,并进行了电池组装和性能测试,结果发现,Fe 的掺入可以很明显地提高YSZ 电解质的致密度,而且Fe 掺杂的YSZ 电解质的电池性能要高于相同温度下烧结的纯YSZ 作电解质的电池性能,说明Fe 在改善电解质性能以及电解质与电极界面结构方面,都起到积极的作用。用甘氨酸-硝酸盐（GNP）方法合成电极材料初始粉体,以YSZ[（ZrO₂）_0.92（Y₂O₃）_0.08]与GNP 法制备的NiO 合成复合阳极材料并制成单电池测试其性能,比较阳极材料中YSZ 与NiO 不同配比对电池性能的影响。

全文目录

第一章绪论  7-20
  1.1 燃料电池概述  7-10
  1.2 固体氧化物燃料电池(简称SOFC)  10-17
    1.2.1 固体氧化物燃料电池的特点  10-11
    1.2.2 固体氧化物燃料电池的工作原理  11-13
    1.2.3 SOFC 的组件  13-17
      1.2.3.1 固体电解质材料  13-15
      1.2.3.2 阳极材料  15-16
      1.2.3.3 阴极材料  16-17
  1.3 燃料电池的电动势及效率  17-18
  1.4 SOFC 产业化进程  18-19
  1.5 本文所要解决的问题  19-20
第二章 Fe 掺杂YSZ 复合电解质材料的制备及性能研究  20-59
  2.1 引言  20-25
  2.2 样品的制备  25-27
    2.2.1 原料和药品  25-26
    2.2.2 样品化学配比  26
    2.2.3 制备过程  26-27
  2.3 样品的测试和结果分析  27-58
    2.3.1 XRD 谱图分析  28-32
    2.3.2 样品在空气气氛下的阻抗谱  32-36
    2.3.3 高温电导率  36-38
    2.3.4 Arrhenius 关系图  38-43
    2.3.5 扫描电镜  43-47
    2.3.6 电解质样品的烧结性能  47
    2.3.7 氢-氧燃料电池性能测试  47-58
      2.3.7.1 SOFC 单电池的制作  48-51
      2.3.7.2 电池输出性能曲线  51-58
  2.4 小结  58-59
第三章甘氨酸-硝酸盐法制备SOFC 电极材料和阳极材料组分对SOFC性能的影响  59-75
  3.1 引言  59-62
    3.1.1 甘氨酸-硝酸盐法简介  59-60
    3.1.2 Ni/YSZ 复合阳极材料简介  60-62
  3.2 样品的制备  62-64
  3.3 样品的测试和结果分析  64-73
    3.3.1 XRD 谱  64-67
    3.3.3 透射电镜与扫描电镜  67-69
    3.3.4 氢-氧燃料电池性能测试  69-73
  3.4 小结  73-75
第四章结论与展望  75-79
  4.1 结论  75-78
  4.2 展望  78-79
参考文献  79-84
摘要  84-88
Abstract  88-93
致谢  93-94
导师及作者简介  94

用于固体氧化物燃料电池的铁掺杂YSZ复合电解质与电极的制备及性能研究

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