固体氧化物燃料电池的工艺探索及相关的性能研究

对固体氧化物燃料电池(SOFC)的制备工艺进行了研究.摸索出一套研制SOFC的快速方便方法及制备工艺.对制得的单电池及其串联电池组的性能进行了测试和讨论.制得的单电池的最大开路电压达1.18V,短路电流密度达360 mA/cm²,7节电池串联的电池组,最大开路电压达7.30V、短路电流密度达400 mA/cm²,输出功率约2W.对制得的电池作了简单的应用.     

Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)的氧离子缺位数,氧空穴数变化与结构相变的关系

在空气、氮气、真空(10^(-3)乇)、氧气等气氛条件下,利用高温 X 射线动态跟踪法和 TG-DTA测定了 Y_1Ba_4Cu_3O_(7-δ)的结构和氧缺位量随温度的变化,注意到不同气氛对超导体中晶格氧和吸附氧的动态平衡的影响;测得氧缺位量δ与晶体结构转变之间的关系.根据文献[11]关于Cu-O 间电子转移的结论,计算出 Cu-O_2层中 O 的平均空穴数 n_h 与结构变化的对应关系.O≤δ≤0.25,0.25≥n_h≥0.125为正交超导相的稳定区,氧的空穴浓度为(1.44—0.72)x10^(21)/cm^30.25≤δ<0.5,0.125≥n_k>0为正交、四方相的转变过渡区;0.5≤δ≤1,n_h=0为四方非超导相的稳定区.因此,除了四方非超导结构区氧负离子取2价外,其它情况氧负离子也不总是取负2价.     

Al6FeYb合金中十次准晶相关晶体相的高压形成

 对掺稀土钇的铝铁合金（Al₆FeYb）进行了静高压（4.8 GPa）熔态（1 400 ℃）淬火（冷却速率100 ℃/s）研究。使用透射电镜对样品中形成的微结构进行了观察。首次在该系统中发现了一个十次准晶相关晶体相。实验分析表明，该相为底心正交晶体相，电镜测得的晶胞参数为a＝0.716 nm，c＝2.195 nm。用已有的理论对该相的结构形成进行了讨论。     

高温高压条件下富硼固体B7O的合成与表征

 在高温高压条件下采用过量氧化锌氧化单质用的方法合成了富硼固体以B₇O，并利用X射线衍射、X射线光电子能谱、红外光谱、二次离子质谱等测试手段，对合成产物进行了表征。测试结果表明，组成富硼固体B₇O的基本结构单元是十二个硼原子组成的正二十面体，氧原子存在于这些结构单元的间隙之间，并与结构单元中的硼原子互相成键。本文所采用的合成方法较其它方法可以更方便地得到结晶情况很好的单相富硼固体B₇O。     

Nd1-xSrxMnO3阴极材料的制备及性能研究

用溶胶－凝胶法制备了单相性、均匀性好的Ｎｄ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３（ｘ＝０．１,０．２,０．３,０．４,０．５）微粉系列样品。通过Ｘ射线衍射分析表明,当０≤ｘ≤０．５时样品具有畸变的正交钙钛矿（ＣｄＦｅＯ３型）结构。考察样品的烧结特性和高温电导率随掺锶量的变化规律,发现ｘ＝０．２时样品的导电性能最好。对用微粉制备的膜电极过电位进行测试表明,Ｎｄ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３有极过电位低于Ｌａ０．７Ｓｒ０．３ＭｎＯ３阴极过电位。     

中温复合固体电解质SDC-LSGM的制备和性能

采用甘氨酸-硝酸盐法分别制备了Ce0.85Sm0.15O2-δ(SDC)与La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)两种电解质材料, 并用固相混合法将两种材料按不同质量比(SDC与LSGM的质量比分别为9∶1, 8∶2, 5∶5)混合制备复合电解质材料. 采用交流阻抗技术对样品的电学性能进行研究. 实验结果表明, SDC与LSGM的质量比为9∶1(SL91)时, 样品具有较高的电导率, 在350—800 ℃温度范围内其电导率均比SDC的高. 以复合电解质为支撑体, 以Sm0.5Sr0.5CoO3 为阴极、NiO/SDC 为阳极制成单电池, 测试结果显示, 在800 ℃时以SL91为电解质的单电池的最大输出功率密度为0.25 W/cm2, 最大电流密度为1.06 A/cm2. 在电池的工作温度区间(600—800 ℃)内以复合材料为电解质的单电池的开路电压比以SDC为电解质的高.