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摘要高的氧化还原催化活性的阴极材料对于中低温固体氧化物燃料电池（800℃）是必要的。本文通过固相法制备了新型阴极材料 SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ,并采用机械混合法制备了 SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ-BZCYYb 和SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ-SDC 复合阴极材料。本文通过复合阴极材料 SCFN-BZCYYb 和 SCFN-SDC 进行阴极改性,研究 SCFN在质子导体 H-SOFC（本文中是 BZCYYb）中的应用可行性。通过电导率，热重分析，阴极材料 SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ和BZCYYb 的XRD图谱，复合阴极的SEM,交流阻抗谱,碘滴定,单电池功率密度等,对粉体的基本物性和电催化活性进行了表征。SCFN-BZCYYb 复合阴极的最佳比例在 50%~60%之间，SCFN 复合阴极的最佳比例在 40%～50%之间。SCFN的电导率在 350℃最高，达到255S/cm2。 41331
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毕业论文关键词 低温固体氧化物燃料电池 复合阴极 SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ 电催化活性 H-SOFC 小极化子电导活化能 氧空位浓度
Title Research on electro-catalytic activity of Composite cathode for low temperature solid oxide fuel cell
Abstract High redox catalytic active of cathode material is necessary for low-temperature solid oxide fuel cell (800 ℃) . Our prepare new cathode material SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ by solid phase method, and the use of mechanical mixing was prepared SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ-BZCYYb and SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ-SDC composite cathode material. This paper research on improving the properties of the cathode material by SCNF-BZCYYb and SCNF-SDC of composite cathode material, and explore the possibility to application of SCNF in H-SOFC. By conductivity of cathode material, thermal gravimetric analysis, the XRD map of cathode material SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ and BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ, composite cathode SEM photograph, the electrochemical properties of the cathode film, iodine titration experimentsthe,etc, basic physical properties and electric catalytic activity of cathode were characterized. Best ratio SCFN-BZCYYb composite cathode is between 50% to 60%, and SCFN-SDC composite cathode is between 40% to 50%. The conductivity of SCNF at 350 ℃ is the highest, 255S / cm2.
Keywords IT-SOFCs Composite cathode SrCo0.7Fe0.2NeO3-δ Electro-catalytic activity H-SOFCs Small polaron conductivity activation energy oxygen vacancy concentration
目录
1 引言 7
1.1燃料电池 7
1.1.1 燃料电池特点. 8
1.2固体氧化物燃料电池(SOFC)及其原理概述 9
1.2.1 固体氧化物燃料电池工作原理. 9
1.3 SOFC关键部件 11
1.3.1 SOFC 电解质材料 . 11
1.3.2 SOFC 阴极材料 . 12
1.3.3 SOFC 阳极材料 . 14
1.3.4 SOFC 连接体 . 14
1.4 本文的研究目的和主要工作 . 15
2 实验和表征. 17
2.1 实验原料和使用仪器 . 17
2.1.1 实验所用药品 17
2.1.2 实验仪器 17
2.2 材料合成方法 . 18
2.2.1 甘氨酸硝酸盐法（GNP）. 18
2.2.2 固相法 19
2.3 试样制备方法 . 19
2.3.1 电解质制片 19
2.3.2 阴极，阳极浆料制备 20
2.3.3 对称电池的制备 21
2.3.4 阳极支撑单电池制备 21
2.4 性能表征方法 . 22
2.4.1 XRD 分析 22
2.4.2 交流阻抗分析 22
2.4.3 热差分析 22
2.4.4 电镜分析 23
2.4.5 氧空位浓度分析 23
2.4.6 电导率测试 23