首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 85 毫秒
1.
向Ni-YSZ/YSZ/LSM(Ni-Y2O3稳定的ZrO/YSZ/La0.85Sr0.15MnO3-δ)电池阳极通入不同浓度的干甲烷,利用气相色谱对阳极尾气进行原位检测,研究在不同电流密度下,干甲烷在Ni-YSZ阳极上所发生的反应.通过理论开路电压和实测开路电压的比较、阳极尾气的定量分析以及CH4在Ni基阳极上基元反...  相似文献   

2.
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   

3.
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   

4.
一种增加SOFC阳极三相反应区的方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
近年来 ,固体氧化物燃料电池 ( SOFC)以其高效、低污染的特性 ,越来越受到国内外的普遍重视 .SOFC由阴极、阳极和夹在其间的电解质组成 ,其中阳极性能的优劣对整个电池的性能有着相当大的影响 .目前 ,传统的阳极材料大都选用 Ni+ YSZ[1~ 4 ] .Murray等 [5] 最近报道了在阳极与电解质之间附加一层具有混合导电性能 (同时具有较高的离子导电率和电子导电率 )的 YDC( 1 5% Y2 O3+ 85%Ce O2 )后 ,可大大降低阳极与电解质之间的界面阻抗 ,增加三相反应区和氧离子流通 ,从而提高电池的输出功率 .我们认为 ,如果能以掺杂的复合阳极代替附…  相似文献   

5.
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   

6.
乙醇在Ni-ZnO-ZrO_2-YSZ阳极SOFC上的发电性能   总被引:1,自引:1,他引:0  
为考察乙醇用于固体氧化物燃料电池的可行性,用柠檬酸溶胶-凝胶制备阳极催化材料Ni-ZnO-ZrO2,利用机械混合法制备Ni-ZnO-ZrO2-YSZ(Y2O3稳定的ZrO2)阳极。用涂覆法,在YSZ电解质上,制备了Ni-ZnO-ZrO2-YSZ/YSZ/LSM(La0.85Sr0.15MnO3)与Ni-YSZ/YSZ/LSM的单体电池。在不同蒸发器操作温度、电池操作温度和乙醇蒸气流量下,以乙醇为燃料进行发电实验,对两种阳极的电池发电性能进行比较。实验结束后,用SEM检测了两种电池阳极的表面。结果表明,Ni-ZnO-ZrO2-YSZ阳极SOFC的电池输出性能明显高于Ni-YSZ阳极,且Ni-ZnO-ZrO2-YSZ阳极具有较好的抗积炭能力。  相似文献   

7.
为考察乙醇用于固体氧化物燃料电池的可行性,用柠檬酸溶胶 凝胶制备阳极催化材料Ni-ZnO-ZrO2,利用机械混合法制备Ni-ZnO-ZrO2-YSZ(Y2O3稳定的ZrO2)阳极。用涂覆法,在YSZ电解质上,制备了Ni-ZnO-ZrO2-YSZ/YSZ/LSM(La0.85Sr0.15MnO3)与Ni-YSZ/YSZ/LSM的单体电池。在不同蒸发器操作温度、电池操作温度和乙醇蒸气流量下,以乙醇为燃料进行发电实验,对两种阳极的电池发电性能进行比较。实验结束后,用SEM检测了两种电池阳极的表面。结果表明,Ni-ZnO-ZrO2-YSZ阳极SOFC的电池输出性能明显高于Ni-YSZ阳极,且Ni-ZnO-ZrO2-YSZ阳极具有较好的抗积炭能力。  相似文献   

8.
采用溶胶-凝胶法合成了纳米粉体La1-xCexCr0.5Mn0.5O3-δ(x=0.05,0.10,0.15,0.20)(LCCM),并采用共压-共烧结法制备了以复合阳极Ni-La0.9Ce0.1Cr0.5Mn0.5O3-δ-Ce0.8Gd0.2O2-δ(GDC)为支撑、GDC为电解质、La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF)-GDC为复合阴极的单电池。利用XRD和SEM等方法对阳极材料进行了晶相结构、化学相容性、微观形貌分析。在500~750 ℃范围内,分别以湿天然气(3% H2O)和甲烷为燃料气,氧气为氧化气测试了单电池的电化学性能,同时检测了以甲烷为燃料气的阳极尾气组成。结果表明:复合阳极材料具有良好的化学相容性;阳极和阴极具有较好的孔隙结构。以天然气和甲烷为燃料气的单电池在700 ℃时最大电流密度分别为131.96 mA·cm-2,162.36 mA·cm-2; 最大比功率分别为28.61 mW·cm-2,31.03 mW·cm-2。在500~750 ℃范围内阳极尾气中均检测出CO,CO2,在700 ℃时CO,CO2含量达到最大值,分别为2.39254%,6.20891%。  相似文献   

9.
以NiO和8%(摩尔分数)氧化钇稳定的氧化锆为原料,采用注凝成型工艺制备了管状同体氧化物燃料电池阳极支撑体.用离子浸渍法对阳极支撑体进行表面修饰.用电化学工作站测单电池交流阻抗和输出性能并且用化学气相色谱仪对电池尾气进行分析.测试结果表明修饰后的阳极在通甲烷的情况下出现了一定程度的积炭,但是积炭现象在一定的测试时间内达到平衡,没有对电池造成破坏,并且显著地提高了电池阳极的电化学性能.单电池存通入氯气和甲烷的情况下最大输出功率密度分别达到了225和400mW/cm^2.  相似文献   

10.
钙钛矿型固体氧化物燃料电池阳极材料   总被引:2,自引:0,他引:2  
郑尧  周嵬  冉然  邵宗平 《化学进展》2008,20(2):413-421
固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种高效、洁净的化学电源已经受到各国的重视.钙钛矿型复合氧化物由于其较高的混合导电性和对燃料气较好的催化活性及超强抗积碳能力而越来越被广泛地应用于直接烃类SOFCs的阳极材料中.本文对钙钛矿型固体氧化物燃料电池阳极材料的最新研究进展进行了较为全面的综述,从阳极的设计要求出发,着重比较了LaCrO3系列、SrTiO3系列和双钙钛矿等阳极材料的稳定性、电导率以及电催化活性,指出了其不足,并对其应用前景进行了展望.  相似文献   

11.
固体氧化物直接碳燃料电池阳极反应过程分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质组装成直接碳燃料电池(DCFC),分别以活性炭(AC)、石墨(G)、神府半焦(SC)作为DCFC燃料,研究了碳燃料的特性、电池操作温度以及阳极反应气氛等对DCFC阳极反应过程的影响。结果表明,三种碳燃料在空气、CO2气氛中氧化反应活性顺序为AC > SC > G,当三种碳材料作为DCFC燃料时,活性炭作为燃料的DCFC性能最好,半焦燃料次之,石墨作为燃料的DCFC性能最差,而且燃料反应活性与其表面含氧官能团、孔隙结构有关;DCFC的阳极反应过程存在碳燃料直接氧化为CO2、CO2与C反应转化为CO,以及CO氧化为CO2等。  相似文献   

12.
直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)是一种潜在的固体碳燃料高效率、低污染发电技术。本研究报道了将工业焦炭直接用作管式DC-SOFC燃料的研究。制备了电极材料为Ag-GDC (钆掺杂氧化铈)的YSZ (钇稳定化氧化锆)电解质支撑型管式固体氧化物燃料电池(SOFC)。采用拉曼光谱、扫描电镜和X射线能谱仪对焦炭燃料进行了性质表征。结果表明,焦炭燃料呈微米级的颗粒状,并含有大量对Boudouard反应有利的缺陷结构。电池以纯焦炭为燃料在850℃取得的最大功率密度为149mW/cm2,在碳燃料表面负载能提高Boudouard反应速率的Fe催化剂后,最大功率密度提高至217mW/cm2。通过电化学测试和尾气表征,分析了恒电流放电过程中电池的性能衰减机制。测试结果证明了将焦炭直接用作全固态DC-SOFC的燃料产生电能的可行性。  相似文献   

13.
以椰壳生物质炭为燃料的直接炭固体氧化物燃料电池   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过热裂解制得椰壳炭,表征了其结构和组成,并将其用于电解质为钇稳定化氧化锆(YSZ)、电极材料为银和钆掺杂氧化铈(Ag-GDC)的固体氧化物燃料电池(SOFC)的燃料,对所构成的直接炭固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)的性能进行了测试研究。结果表明,所制得的椰壳炭颗粒粒径在微米级别,具有介孔结构,而且椰壳炭中含有K、Ca等元素,可用作Boudouard反应催化剂。当使用椰壳炭作为DC-SOFC燃料时,在800 ℃下电池最大功率密度为255 mW/cm2;负载Fe催化剂后,最大功率密度提升为274 mW/cm2。以0.5 A/cm2的恒电流放电,0.5 g负载Fe椰壳炭燃料电池能够连续工作17.6 h,燃料利用率为39%,表明椰壳炭作为DC-SOFC燃料具有优异的性能和潜力。  相似文献   

14.
An important objective in the development of solid oxide fuel cell (SOFC) is to produce thin stabilized zirconia electrolytes that are supported upon the nickel–zirconia composite anode. Although this will reduce some of the problems associated with SOFCs by permitting lower temperature operation, this design may encounter problems during start- up. The first step in a start-up involves the reduction of nickel oxide in the anode to metallic nickel and increase of three-phase boundary will be beneficial for further reaction. In this study, two pretreatment methods are investigated for their effects on the performances of SOFC. Performances of the SOFCs are influenced by the pretreatment conditions, which included exposure of the cells to dilute H2/O2 either under open-circuit or closed-circuit conditions before their performance studies. By carrying out the methods, the pretreatment using the closed circuit is found to attain much higher performances effectively and efficiently. Accompanying with SEM and element analysis, increase of three-phase boundary is considered to give rise to changes in the anode microstructure, leading to activation of the anode. Mechanisms of NiO in anode reducing to Ni and porous structure via different pretreatments and their effects on the anode microstructure are proposed.  相似文献   

15.
A tubular anode-supported solid oxide fuel cell with a double-layer anode for the direct conversion of CH4 has been prepared and operated at 800 °C successfully. The double-layer anode was composed of NiO–YSZ and CoO–NiO–SDC acting as supporting layer and active reforming layer, respectively. At 800 °C, a maximum power density of 350 mW cm−2 was obtained with CH4 as fuel and air as oxidant. The time-dependent impedance spectra of the tubular cell were examined and discussed. No carbon deposition was observed on the surface of the anode when the cell was operated at a constant current density of 250 mA cm−2.  相似文献   

16.
A simple and cost-effective method has been developed for the fabrication of microtubular solid oxide fuel cells (MT-SOFCs). Highly asymmetric electrolyte hollow fibers composed of a thin dense skin layer and a thick porous substrate are first prepared by a modified phase inversion/sintering technique. The porous substrate is then formed into the anode by deposition of a Ni catalyst via an electroless plating method inside the pores while the thin dense skin layer serves directly as the electrolyte film of ...  相似文献   

17.
提出了一种简单而方便的微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFCs)的制备新方法.首先应用改进相转化-烧结技术制备由致密电解质表皮薄层和多孔支撑层构成的高度非对称结构电解质中空纤维膜(微管),在电解质中空纤维膜的多孔支撑层内通过化学镀法沉积Ni催化剂作为电池阳极,而致密电解质表皮层直接作为电解质膜,在电解质微管外表面用浆料涂层法制备电池的多孔阴极,烧结后即得到完整的MT-SOFC.应用该方法制备了Ni-YSZ|YSZ|LSCF微管式电池,该电池以H2/空气作原料气,在800℃时最大输出功率达到159.6mWcm-2.  相似文献   

18.
Mixed ionic-electronic conductors in the family of LaxSr1–xCoyFe1–yO3–δ have been widely studied as cathode materials for solid oxide fuel cells (SOFCs). However, the long-term stability was a concern. Here we report our findings on the effect of a thin film coating of La0.85Sr0.15MnO3–δ (LSM) on the performance of a porous La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3–δ (LSCF) cathode. When the thicknesses of the LSM coatings are appropriate, an LSM-coated LSCF electrode showed better stability and lower polarization (or higher activity) than the blank LSCF cathode without LSM infiltration. An anode-supported cell with an LSM-infiltrated LSCF cathode demonstrated at 825 °C a peak power density of ~1.07 W/cm2, about 24% higher than that of the same cell without LSM infiltration (~0.86 W/cm2). Further, the LSM coating enhanced the stability of the electrode; there was little degradation in performance for the cell with an LSM-infiltrated LSCF cathode during 100 h operation.  相似文献   

19.
Using the citrate sol-gel method, a new complex oxide Ca0.75Y0.25Co0.15Mn0.85O2.92 is synthesized. It is shown that this compound is crystallized in the rhombically distorted version of perovskite structure (a = 0.53397(8), b = 0.7470(1), c = 0.52810(6) nm). The phase is characterized by a low coefficient of thermal expansion (CTE) (13.8 ppm K?1) and high electric conductivity (135 S/cm at 900°C). The chemical reaction between Ca0.75Y0.25Co0.15Mn0.85O2.92 and the YSZ and GDC electrolyte materials is studied. The material is highly reactive and reacts with YSZ and GDC at 900°C and 1070°C, respectively. It is concluded that Ca0.75Y0.25Co0.15Mn0.85O2.92 is a promising cathodic material for solid oxide fuel cells, provided a reliable protection SDC sublayer is formed between the cathode and the YSZ membrane.  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号