中温固体氧化物燃料电池离子浸渍的钴基阴极制备及性能优化
中温固体氧化物燃料电池(Intermediate temperature solid oxide fuel cell，IT-SOFC)是一种将化学能直接转换为电能的装置，工作温度在800℃以下，具有高效、清洁等特点。阴极材料对IT-SOFC的发展起着至关重要的作用，开发具有高催化活性的阴极以提高IT-SOFC的输出性能是人们一直追求的目标。 阴极材料的纳米化能够增加氧还原反应的三相界面，提高电极的催化活性。本论文以纳米结构的钴基Ca3Co4O9-δ(CCO)阴极和Ag浸渍的CCO-Ag复合阴极为主要研究对象，研究了两种阴极材料在600-800℃的电化学性能，取得了良好的实验结果。 利用离子浸渍法在疏松多孔的Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)电解质骨架上制备纳米结构的CCO阴极材料，重复浸渍以增加骨架中阴极的含量。对称电池CCO/SDC/CCO的交流阻抗谱测试结果表明，CCO阴极在800℃的极化阻抗(Rp)为0.202Ω·cm2。以Cu0.1Ni0.9-SDC为阳极，CCO为阴极，SDC电解质支撑的单电池Cu0.1Ni0.9-SDC/SDC/CCO在800℃的峰值功率密度为489.5 mW· cm-2。 为了进一步提高阴极材料的催化活性，以银溶液浸渍方法在多孔的CCO阴极中加入Ag，制备了CCO-Ag复合阴极。实验结果显示，当浸渍5次时，阴极材料具有最好的电化学性能，Rp在800℃时为0.1346Ω·cm2，比未浸渍银的CCO阴极的最小值(0.202Ω·cm2)降低了33.36％，电解质支撑的单电池Cu0.1Ni0.9-SDC/SDC/CCO-Ag在800℃的最大功率密度为487.1 mW·cm-2。
钴基阴极材料;离子浸渍法;电化学性能;催化活性
内蒙古大学
硕士
物理电子学
朱成军
2016
中文
TM242;TM205.1
55
2016-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）