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Gd/Fe共掺CeO2基电解质的制备及其结构-性能研究任务书

 2020-06-08 09:06  

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

固体氧化物燃料电池(sofcs)作为一种可以将燃料中具有的化学能直接转化为电能的发电装置,由于其具有洁净安全,能量转换效率高等优点越来越受到人们的重视。传统的固体氧化物燃料电池的工作温度范围在800~1000℃,使用的电解质为8mol%y2o3掺杂稳定的zro2(ysz) ,其在高温范围具有良好的离子电导率和可以忽略不计的电子电导率。但是随着固体氧化物燃料电池商业化的发展需求,燃料电池的工作温度必须首先降至中低温范围(400~800℃)。ysz电解质在中低温范围的离子电导率急剧下降,因此, ysz电解质并不适用于中温的sofcs。氧化铈基电解质,例如sm2o3掺杂的ceo2(sdc)和gd2o3掺杂的ceo2 (gdc),在中低温范围具有良好的离子电导率,比ysz电解质高五倍左右,但是,氧化铈基电解质中的ce4 在低氧分压下易被还原为ce3 ,产生较高的电子电导,大大降低了燃料电池的开路电压。另外,氧化铈基电解质的完全致密化温度在1350~1600oc,这使得制备成本大大增加,同时,如此高的烧结温度会对与之匹配的电极造成不良的影响,缩短电池的使用寿命。因此,通过过渡金属离子与稀土离子共同掺杂氧化铈,以此降低氧化铈电解质的致密化烧结温度,是非常有必要的。

本课题采用共沉淀法分别制备gdc和不同组分的gd/fe共掺ceo2纳米粉体,然后利用干压法将粉体压制成圆片,最后在不同温度下烧结得到gdc和gd/fe共掺ceo2电解质片。通过测试电解质的相对致密度和离子电导率等性能,比较gdc和不同组分的gd/fe共掺ceo2基电解质的性能差异,以及不同组分的gd3 和fe3 对gd/fe共掺ceo2基电解质电性能的影响规律。

为了顺利完成毕业论文并力求得到锻炼,对该同学提出的具体要求如下:

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2. 参考文献

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3. 毕业设计(论文)进程安排

起讫日期

设计(论文)各阶段工作内容

备 注

2016-12-16~2017-01-15

查阅文献,制定实验方案,完成开题报告

2017-01-15~2017-04-10

电解质纳米粉体的合成及电解质陶瓷片的制备

2017-04-11~2017-05-10

电解质的物相分析及相对致密度测试

2017-05-11~2017-05-31

分析不同组分的Gd3 和Fe3 对Gd/Fe共掺CeO2基电解质电性能的影响规律

2017-06-01~2017-06-13

毕业论文的撰写,完成毕业论文的各项结束工作和毕业答辩

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