阳极支撑SOFC薄膜电解质的制备与性能开题报告
2020-05-25 11:05
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
1.前言
能源是人类生存和社会发展的基础,但随着人类社会的发展,地球上的资源日益减少,人们生活的生态环境也遭到了严重破坏。面对能源短缺和环境破坏的双重挑战,新能源的开发、利用和现有能源的高效利用得到了各界人士的广泛思考和关注。目前,科学家们已经开发了风能、潮汐能、核能、地热能和太阳能等多种新能源,并将新能源投入到实际的生产和生活中加以运用,部分解决了人类社会发展的能源需求。人类社会现有的能源危机和环境污染问题,很大部分的原因在于能源没有得到合理、高效的运用,因此,发展高效、绿色的能源技术是解决能源问题的重要途径之一。燃料电池(fc)具有转换效率高、零污染等优良的特点,是继水电、火电、核能之后的新一代发电技术,是一种可以直接将燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的装置,避免了传统火力发电过程造成的热量损失,实现了能量的高效转化。其优越的性能引起了科研人员的广泛研究,使得燃料电池的开发得到了迅猛的发展,目前按所用电解质的不同可以将燃料电池分为以下五大类:碱性燃料电池(alkaline fuel cell, afc)、质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, pemfc)、磷酸盐燃料电池(phosphoric acid fuel cell, pafc)、熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell, mcfc)和固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, sofc)[1,2]。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
研究内容:
(1)学习相转化法制备阳极基体材料的工艺;(2)研究电解质浆料组分对YSZ电解质膜的致密性、厚度的影响,以及SOFC单电池性能的影响;(3)分析探讨电解质材料对电性能影响的规律。
该课题通过滴涂法在NiO-YSZ阳极基体表面制备一层致密YSZ电解质薄膜,主要研究电解质浆料中有机添加剂的比例、浆料固含量对烧结后电解质膜的致密性与厚度影响,及其对单电池性能的影响。
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拟采用的研究手段(途径):
本研究中采用机械混合法合成电极粉末,再经过流延成型放入凝固浴当中进行相转化,测试阳极基体的气孔率、收缩率,制备单电池测试其电化学性能,具体工艺路线如下:
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被银 |
烧结 |
刷涂阴极 |
烧结 |
干燥 |
浸渍电解质液 |
预烧 |
激光切割 |
干燥 |
相转化 |
流延 |
球磨 |
添加PESf |
球磨 |
球磨 |
添加溶剂、分散剂 |
干燥过筛 |
原料 |
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