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相似文献
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1.
掺杂镓酸镧基固体电解质的研究进展   总被引:1,自引:1,他引:1  
综述近几年掺杂镓酸镧基固体电解质的研究进展,分析了掺杂LaGaO3结构及导电机制,讨论了碱土、过渡金属及杂相对掺杂镓酸镧固体电解质的导电性的影响,描述了掺杂镓酸镧固体电解质的应用前景,指出了尚存在的问题及解决问题的途径。  相似文献   

2.
应用化学共沉淀法制备了掺La的纳米NiO。XRD分析表明,La的掺入不改变NiO的晶体结构,但晶粒尺寸有所减小。利用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试方法对La-NiO电极材料在5 mol.L-1KOH溶液中进行电化学性能测试,结果表明,化学掺杂降低了电解液在电极中的扩散阻力,提高了质子扩散能力,增强了电极的可逆性,从而表现了更好的电容性能,并提高了电极的比容量,当掺La的质量分数为5%时,单电极放电比容量可达到277 F.g-1,是纯氧化镍电极的1.98倍。  相似文献   

3.
阳极负载型SOFC阳极基底厚度对性能的影响   总被引:6,自引:0,他引:6  
制备不同厚度阳极负载型YSZ薄膜固体氧化物燃料电池 ,并对电池的极化、放电性能进行了测试 .结果表明 ,电池的性能明显受阳极性能的影响 ,阳极过电位大的原因之一是受多孔阳极气体扩散的影响 .降低阳极基底的厚度 ,阳极过电位明显减小 ,电池性能明显提高 .当阳极基底厚度为 0 .5mm时 ,在 80 0℃工作温度下 ,电池的功率密度达到 0 .1 9W·cm- 2 ,较之阳极厚度为 1 .0mm的电池性能提高近 1 .5倍 (0 .1 3W·cm- 2 ) .  相似文献   

4.
采用干压法制备了NiO-YSZ(氧化钇稳定氧化锆)/(ZrO2)0.89(Sc2O3)0.1(CeO2)0.01(10ScSZ-1CeO2)半电池, 经还原-酸溶法除去NiO制备了多孔YSZ负载致密10ScSZ-1CeO2双层结构, 通过浸渍法在多孔YSZ阳极基体中引入Ce、Cu的硝酸盐制备Cu-CeO2-YSZ复合阳极, 结合La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极构建了Cu-CeO2-YSZ/10ScSZ-1CeO2/LSCF单元电池. 通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)等手段对电池单元的物相、微观结构进行表征. 结果表明: 还原-酸溶法制备的YSZ/10ScSZ-1CeO2双层结构的YSZ基体具有孔隙率高(>64%)、孔洞连通性好的微观结构, 有助于采用浸渍法引入Ce、Cu硝酸盐; 10ScSZ-1CeO2电解质薄膜致密无缺陷, 厚约30 μm. 电性能测试表明所构建单元固体氧化物燃料电池(SOFC)具有良好的电性能输出, 在650 ℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别为0.29和0.09 W·cm-2; 在700 ℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别达到0.48 和0.21 W·cm-2. 优良的电性能主要归功于小的电解质内阻和阴极极化电阻以及良好的阳极微观结构.  相似文献   

5.
采用三层共压-共烧结法, 并涂覆La0.8Sr0.2MnO3 (LSM)阴极, 制备了梯度Ni-YSZ阳极结构的固体氧化物燃料电池(SOFC)(大孔Ni-YSZ|微孔Ni-YSZ|YSZ|LSM) (YSZ: Y2O3稳定的ZrO2; LSM: Sr 掺杂的LaMnO3).通过浸渍法在大孔Ni-YSZ 基底中沉积占总重量约1%的Cu-CeO2抗积碳催化剂, 形成梯度Cu-CeO2-Ni-YSZ复合阳极. 分别以CH4和H2为燃料, 空气为氧化剂, 测定了构造的SOFC输出电性能和长期稳定性. 结果表明,三层共压-共烧结法制备的梯度阳极SOFC, 层间结合紧密无缺陷, 阳极梯度孔结构明显, YSZ膜致密无缺陷.在850℃下操作, 以梯度Ni-YSZ 阳极制备的SOFC, 燃料由H2切换为甲烷时, 最大功率密度由284 mW·cm-2下降到143 mW·cm-2; 而以Cu-CeO2-Ni-YSZ 复合阳极构造的SOFC出现相反趋势, H2切换为甲烷后最大输出由176 mW·cm-2增加到196 mW·cm-2. 在250 mA·cm-2负荷下, 梯度Ni-YSZ阳极支撑的直接甲烷SOFC仅稳定运转10 h 便出现明显衰减, 阳极中积碳严重; 但Cu-CeO2-Ni-YSZ 复合阳极支撑SOFC连续运转50 h, 输出电压与输出功率密度基本不变, 电镜观察不到积碳.  相似文献   

6.
Cu-CeO_2基阳极直接甲烷SOFC的制备及其性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用干压法制备了NiO-YSZ(氧化钇稳定氧化锆)/(ZrO2)0.89(Sc2O3)0.1(CeO2)0.01(10ScSZ-1CeO2)半电池,经还原-酸溶法除去NiO制备了多孔YSZ负载致密10ScSZ-1CeO2双层结构,通过浸渍法在多孔YSZ阳极基体中引入Ce、Cu的硝酸盐制备Cu-CeO2-YSZ复合阳极,结合La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极构建了Cu-CeO2-YSZ/10ScSZ-1CeO2/LSCF单元电池.通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)等手段对电池单元的物相、微观结构进行表征.结果表明:还原-酸溶法制备的YSZ/10ScSZ-1CeO2双层结构的YSZ基体具有孔隙率高(64%)、孔洞连通性好的微观结构,有助于采用浸渍法引入Ce、Cu硝酸盐;10ScSZ-1CeO2电解质薄膜致密无缺陷,厚约30μm.电性能测试表明所构建单元固体氧化物燃料电池(SOFC)具有良好的电性能输出,在650℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别为0.29和0.09W·cm-2;在700℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别达到0.48和0.21W·cm-2.优良的电性能主要归功于小的电解质内阻和阴极极化电阻以及良好的阳极微观结构.  相似文献   

7.
基于第一性原理计算并结合经典的蒙特卡罗方法对镍团簇在钇稳定的氧化锆(YSZ)表面的各种稳定吸附构型进行了结构搜索,并得到了不同于以往文献中报道的更稳定的三相边界构型. 在此基础上,对氧迁移时所伴随的电荷转移进行了深入的探讨. 这里,从YSZ到Ni 上的电子转移是描述固体氧化物燃料电池阳极电化学反应的关键,因此,我们进一步分析了影响电荷转移量的可能因素. 所得研究结果暗示着在SOFC阳极可能存在着新的电化学反应机制.  相似文献   

8.
掺杂态聚苯胺LB膜的制备与性质   总被引:1,自引:0,他引:1  
掺杂樟脑磺酸的聚苯胺在纯水表面可以形成稳定的单分子层,采用Langmuir-Blodgett技术可以将其较好地转移到氟化 基片上制成薄膜,对其LB膜的红外和紫外-可见-近红外光谱研究表明,在膜的压缩或转移过程中有少量的樟脑磺酸分子发生脱掺杂的现象,并且该LB膜在室温下对乙醇有较好的气敏性。  相似文献   

9.
Ni-YSZ(钇稳定氧化锆)金属陶瓷普遍被用作固体氧化物燃料电池(SOFC)的阳极材料,其氧化物浆料的性质对湿法制备的SOFC的性能具有重要影响. 通过zeta 电位分析,研究了NiO-YSZ双分散相水系浆料的稳定性. 对六种分散剂作用于NiO、YSZ 表面的zeta 电位进行研究,发现采用的阴离子分散剂和两性分散剂使NiO 和YSZ在水中带有相反电荷而引起迅速絮凝; 采用阳离子分散剂聚二烯二甲基氯化铵(PDAC)时,NiO 和YSZ因带有正电荷相互排斥而稳定分散于水中,在此基础上,加入作为SOFC阳极造孔剂的石墨,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为石墨的分散剂,制备出了NiO-YSZ-石墨的稳定水系浆料. 采用此浆料通过注浆成型制得阳极支撑管,进而组装成SOFC单电池. 该单电池在800℃时最大功率密度达到509 mW·cm-2; 扫描电镜(SEM)分析表明电极与电解质间接触良好,阳极孔洞分布均匀.  相似文献   

10.
Here we investigate the elemental and phase compositions during the solid-state synthesis of the promising SOFC-anode material, Sr2MgMoO6, and demonstrate that molybdenum does not notably evaporate under the normal synthesis conditions with temperatures up to 1200 °C due to the formation of SrMoO4 as an intermediate product at low temperatures, below 600 °C. However, partial decomposition of the Sr2MgMoO6 phase becomes evident at the higher temperatures (∼1500 °C). The effect of SrMoO4 on the electrical conductivity of Sr2MgMoO6 is evaluated by preparing a series of Sr2MgMoO6 samples with different amounts of additional SrMoO4. Under the reducing operation conditions of an SOFC anode the insulating SrMoO4 phase is apparently reduced to the highly conductive SrMoO3 phase. Percolation takes place with 20-30 wt% of SrMoO4 in a Sr2MgMoO6 matrix, with a notable increase in electrical conductivity after reduction. Conductivity values of 14, 60 and 160 S/cm are determined at 800 °C in 5% H2/Ar for the Sr2MgMoO6 samples with 30, 40 and 50 wt% of added SrMoO4, respectively.  相似文献   

11.
LaGaO3 perovskites doped with Sr or Ba at the La site and Mg at the Ga site were prepared by solid-state reaction or sol-gel method and characterized. Enthalpies of formation from constituent oxides at 298 K were determined by high-temperature oxide melt solution calorimetry. Energetic trends are discussed in terms of defect chemistry. As oxygen deficiency increases, formation enthalpies define three trends, LaGa1−yMgyO3−δ (LGM), La1−xSrxGa1−yMgyO3−δ (LSGM), and La1−xBaxGa1−yMgyO3−δ (LBGM). They become less exothermic with increasing doping, suggesting a dominant destabilization effect from oxygen vacancies. The endothermic enthalpy of vacancy formation is 275±37, 166±18 and 138±12 kJ/mol of VO·· for LGM, LBGM and LSGM, respectively. Tolerance factor and ion size mismatch also affect enthalpies. In terms of energetics, Sr is the best dopant for the La site and Mg for the Ga site, supporting earlier studies, including oxygen ion conductivity and computer modeling.  相似文献   

12.
采用磁控溅射法在铜箔集流体上沉积得到了具有“三明治”结构的Si/Fe/Si薄膜. 高分辨率透射电镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)分析表明, 该薄膜为非晶态. 扫描电镜(SEM)和能量散射X射线能谱(EDXS)结果表明, 该薄膜循环前总厚度为3.2 μm, 循环200 周后体积膨胀率为265%. 在1.5-0.005 V(vs Li+/Li)和0.1 mA·cm-2条件下, 该薄膜电极首次吸锂量为1.85 mAh·cm-2, 70周后放锂量达最大值0.84 mAh·cm-2, 200周后放锂量仍维持在0.55 mAh·cm-2, 为最高放锂量的66%. 惰性材料铁的加入一方面提高了薄膜的导电性和电极的面积比容量, 有效抑制了电压滞后效应; 另一方面有效抑制了活性物质硅的体积膨胀, 保持了薄膜较好的循环充、放电性能.  相似文献   

13.
用浸渍法制备并采用交流阻抗、极化等技术考察了不同组成的Ni-Sm3+掺杂的CeO2(SDC) 复合镍阳极的电化学性能及相应电池的功率输出性能.结果表明,SDC掺入镍阳极后,阳极极化过电位及电池的欧姆电阻显著减小.其中阳极过电位的减小与SDC掺入镍电极引起的三相界扩展有关,但SDC的掺入同时引起了电极反应活化能的增加,造成低温下Ni-SDC的极化过电位大于纯Ni电极.高温下,Ni-SDC阳极的阻抗谱由两个半圆组成,其中高频半圆随着SDC掺入量的增加而减小,而低频环与SDC的掺入量基本无关.低温下只观察到一个高频环.高频环可能对应三相界反应,而低频环可能对应氢的解离吸附及扩散.75%(w)Ni-25%(w)SDC/La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3(LSGM)/Sm0.5Sr0.5CoO3(SSC)在所研究的电池中具有最大功率输出密度,其值在1073、973、873 K下分别达到1.1、0.43、0.14 W•cm-2.  相似文献   

14.
以氟掺杂的SnO2导电玻璃(FTO)为基底,通过水热法与高温煅烧法相结合成功制备出多孔氧化镍薄膜。 通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、晶体粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对所制备NiO进行了物相组成、表面形貌及元素价态的表征。 在6 mol/L KOH电解液中,采用循环伏安法、恒电流充放电对NiO薄膜电化学性能进行了研究。 结果表明,在电流密度为2 A/g时,NiO薄膜的比电容可达651.6 F/g,循环1000圈后其电容保留值可达71.6%,是理想的超级电容器电极材料。  相似文献   

15.
A-site deficient perovskite La0.57Sr0.15TiO3 (LSTO) materials are synthesized by a modified polyacrylamide gel route. X-ray diffraction pattern of LSTO indicates an orthorhombic structure. The thermal expansion coefficient of LSTO is 10.0 × 10−6 K−1 at 600 °C in 5%H2/Ar. LSTO shows an electrical conductivity of 2 S cm−1 at 600 °C in 3%H2O/H2. A new composite material, containing the porous LSTO backbone impregnated with small amounts of Ce0.9Gd0.1O2−δ (CGO) (3.4–8.3 wt.%) and Ni/Cu (2.0–6.3 wt.%), is investigated as an alternative anode for solid oxide fuel cells (SOFCs). Because of the substantial electro-catalytic activity of the fine and well-dispersed Ni particles on the surface of the ceramic framework, the polarization resistance of 6.3%Ni-8.3%CGO-LSTO anode reaches 0.73 Ω cm2 at 800 °C in 3%H2O/H2. In order to further improve the anodic performance, corn starch and carbon black are used as pore-formers to optimize the microstructure of anodes.  相似文献   

16.
稀土Eu掺杂PtRu/C催化剂及其对甲醇电氧化的性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用化学还原和热处理方法对商业PtRu/C催化剂进行稀土Eu掺杂,制备了不同Eu含量的PtRuEux/C催化剂.透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散光谱(EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等方法表征催化剂的结果表明,Eu的掺杂未改变PtRu/C催化剂的平均粒径(约为3nm),并且Eu以金属和氧化物两种形态修饰PtRu表面.循环伏安和计时电流法测试显示,PtRuEux/C催化剂较商业PtRu/C对甲醇氧化具有更高的活性,其中PtRuEu0.3/C的活性最高.运用原位傅里叶变换红外(FTIR)光谱从分子水平研究了该催化剂对甲醇电催化氧化的反应过程,检测到甲醇在催化剂上解离吸附的吸附态产物是线型吸附态CO(COL),Eu的掺杂使COL的氧化电位降低,明显提高了催化剂的活性和抗CO毒化的能力.  相似文献   

17.
没食子酸铋锆的制备、表征及其燃烧催化作用   总被引:2,自引:0,他引:2  
以没食子酸、硝酸铋和硝酸氧锆为原料, 首次合成出了双金属有机盐——没食子酸铋锆, 采用有机元素分析、X射线荧光(XRF)光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对其进行了表征. 在程序升温条件下, 利用热重(TG)分析、差示扫描量热法(DSC)、固相原位反应池/FTIR 联用技术, 研究了没食子酸铋锆的热行为和热分解机理,描述了没食子酸铋锆的热分解过程, 分析得出其最终分解产物为Bi2O3、ZrO2和C. 利用螺压工艺制备了含没食子酸铋锆的推进剂样品, 研究了没食子酸铋锆对双基(DB)推进剂燃烧性能的影响, 分析了其燃烧催化作用. 结果表明, 没食子酸铋锆对双基推进剂的燃烧具有良好的催化作用, 是一种高效的燃烧催化剂; 没食子酸铋锆热分解的最终产物是催化燃烧的主要物质, 锆和碳则起辅助催化的作用.  相似文献   

18.
(WO3)0.15(BiO1.5)0.85 exhibits a tetragonal structure derived from the fluorite subcell. The electrical conductivity of (WO3)0.15(BiO1.5)0.85 is lower than that of Y2O3-doped Bi2O3. The structure and electrical conductivity of samples formulated as (YO1.5) x (WO3)0.15(BiO1.5)0.85- x (x = 0.1, 0.2, 0.3, and 0.4) were investigated. The as-sintered (YO1.5)0.1(WO3)0.15(BiO1.5)0.75 exhibited a single cubic structure that is isostructural with δ-Bi2O3. For x = 0.2, 0.3, and 0.4, the as-sintered samples consisted of a cubic fluorite structure and rhombohedral Y6WO12. After heat treatment at 600 °C for 200 h, the cubic structures are stable for x = 0.1, 0.3, and 0.4. A transformation from cubic to rhombohedral phase after heat treatment at 600 °C for 200 h was observed in the sample originally formulated as (YO1.5)0.2(WO3)0.15(BiO1.5)0.65.  相似文献   

19.
ZnO-TiO2和WO3-TiO2复合薄膜光催化剂的制备与性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用溶胶一凝胶法在多孔钛片上制备了 ZnO-TiO2和WO3-TiO2复合半导体光催化剂,用甲基橙的光催化降解反应对所得薄膜的催化活性进行评价,并通过XRD和DTA等手段对样品进行了表征.结果表明,ZnO和WO3的掺入降低了TiO2的相转变温度,ZnO适宜掺杂量为0.1 mol%, WO3适宜掺杂量为0.5 mol%, ZnO-TiO2和WO3-TiO2复合薄膜比纯TiO2薄膜光催化活性分別高出77.0%和96.7%.  相似文献   

20.
We report here on potential candidates based on the oxides SnO2, Nb2O5, Ta2O5, and WO3 as alternative support materials for precious metal catalysts with high stability under highly acidic conditions and elevated temperatures as well as sufficient electric conductivity (EC) for application in PEMFCs. To increase the low conductivity of these wide bandgap binary oxides we investigated the mutual doping of these elements and report here on the doping of SnO2 with W, Nb and Ta in the doping range of 0–15 mol-% metal component. Powder samples were prepared by an optimized sol-gel method based on an acetate route. The samples were characterized by PXRD, TGA as well as 4-point van der Pauw EC measurements. Rietveld refinement of the PXRD pattern over the doping range revealed solid solution formation and anomalies in the lattice parameter changes of the rutile-type structure. As explanation for these observations internal redox reactions between Ta5+/Ta4+ and Sn4+/Sn2+ were proposed and possibilities to reduce the electrostatic repulsion between cations on introduction of anion vacancies into the crystal structure were discussed.  相似文献   

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