抗Cr毒化的LaNi0.6Fe0.4O3燃料电池阴极催化活性研究(2)

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1 绪论 .. 1

1.1引言 .. 1

1.2 燃料电池简介 . 1

1.3固体氧化物燃料电池(SOFC) .. 2

1.3.1 SOFC的工作原理 . 2

1.3.2 SOFC对各组件的要求 . 4

1.3.3 SOFC的发展趋势 . 4

1.4 SOFC 阴极材料的分类及其发展现状 ... 4

1.4.1 SOFC阴极材料的分类 . 4

1.4.2 SOFC复合阴极的研究进展 . 6

1.5 钙钛矿结构阴极材料 LaNi0.6Fe0.4O3（LNF） . 6

1.5.1 LNF性能简介 6

1.5.2 铬“中毒”问题 . 7

1.6 研究目的和内容 ... 7

2 实验部分和表征方法 7

2.1 实验原料和实验仪器 ... 7

2.1.1 实验原料 ... 7

2.1.2 实验仪器 ... 8

2.2 电极制备及材料合成 ... 8

2.2.1 电解质材料SDC 的制备 9

2.2.2 阴极粉末LNF 的制备 . 9

2.2.3 半电池的制备 9

2.2.4 复合阴极的制备 . 9

2.3 表征方法及性能测试 ... 9

2.3.1 烧结性能 ... 10

2.3.2 X射线衍射分析 . 11

2.3.3 热膨胀系数测试 11

2.3.4 电化学性能测试 12

3结果与讨论 ... 12

3.1 LNF阴极材料的物相分析 ... 12

3.2 LNF阴极材料的电导率测试 . 13

3.3 LNF阴极材料的热膨胀性能测试 . 13

3.4LNF阴极材料的电化学性能测试 .. 14

3.4.1 不同浸渍量对电化学性能的影响 .. 15

3.4.2 不同烧结温度对电化学性能的影响 19

3.4.3 偏压条件下的电化学表现 20

4 结论与展望 ... 21

4.1 结论 21

4.2 展望 22

致谢 ... 23

参考文献 ... 24

1 绪论 1.1 引言能源是人类社会中及其重要的物质基础。进入 21世纪，随着全球工业的发展及人口的迅速增长，能源问题变得越来越重要。传统的发电方式因其低转化率及产生大量的有害物质而对人类的生存及环境构成了很大威胁。因此，寻求环境友好和能量转换率高的新能源技术成为当前亟待解决的的重要挑战。对此，科学家们提出了资源和能源最充分利用和环境最小负担的概念[1]。正是在这样的背景下，燃料电池技术得到了广泛地应用与发展。
1.2 燃料电池简介燃料电池(Fuel Cell，FC)是继火力发电、水力发电和核能技术之后的第四代发电技术。这种发电装置可以将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。其中燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，从而实现了整个电化学反应。由于其能量转换过程中不涉及热机过程，不受卡诺循环的限制，燃料利用率很高，能量转换效率高达 40~60%，而实际效率是普通热机的2-3倍[2]。燃料电池作为二十一世纪的绿色能源，与传统发电比较有以下几点优势[3]。
1. 高能量转换效率：电化学反应不经剧烈燃烧直接将化学能转换成电能，不受卡诺循环的限制、效率高； 2．噪声低：燃料电池不像传统发电装置一样具有旋转机件，也没有机械传动部件，结构简单，大大减少了噪音污染； 3．环境友好：燃料电池的燃料主要为氢气源'自:优尔-/论|文'网"]www.youerw.com、甲烷等清洁能源，无污染，产物只是水，可实现零污染。燃料电池的环境友好特征是其具有长远发展潜力的主要原因；