论文部分内容阅读
因为具有高热电转化效率、高灵活性、低污染排放等优点,固体氧化物燃料电池(SOFC)成为最有前景的能源转换器件之一,其中中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的研究有利于促进该类电池的商业化应用。电解质和阴极是影响ITSOFC性能的两个重要因素,因此被选作为本文的研究内容,具体结果如下: 首先研究了烧结助剂ZnO或CuO对8YSZ(8%Y2O3稳定的ZrO2)性能的影响:结果表明8YSZ的烧结活性会因烧结助剂的使用而提高;此外,8YSZ的电导率随着ZnO或CuO掺入量的增加呈现先增大后减小的变化特征,其中,ZnO和CuO的最佳掺入量均为2%,此时对应的电导率分别为2.1×10-2S·cm-1(相比8YSZ样品提高62%)和1.55×10-2S·cm-1(相比8YSZ样品提高11%)。 其次研究固相法制备的YSZ(Y0.1Zr0.9O1.95)电解质:采用乙酸盐前驱体,通过固相法合成了四方晶相与单斜晶相共存的YSZ电解质粉体,ZnO掺杂可使YSZ的电导率从2.77×10-3S·cm-1(无ZnO掺杂)增大到6.69×10-3S·cm-1(2%ZnO掺杂)。 再次研究了YSZ/LSM复合阴极材料:在2%ZnO掺杂条件下,YSZ/LSM复合材料的优化烧结温度为1200℃,此时电池的电化学性能最佳:最大功率密度为0.23W·cm-2(vs.0.179W·cm-2,无ZnO掺杂的样品)。