硝化石墨 YSZ多孔層 YSZ致密層復(fù)合基體 離子浸漬法 飽和硝酸鎳溶液 丙酸-鎳絡(luò)合物溶液論文

1、硝化石墨論文：中溫固體氧化物燃料電池浸漬陽(yáng)極的制備及電池性能研究【中文摘要】固體氧化物燃料電池的性能和陽(yáng)極的微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān),優(yōu)化陽(yáng)極的微觀結(jié)構(gòu)可以改善電池的性能。離子浸漬法是制備納米結(jié)構(gòu)的高性能SOFC電極的重要方法之一。本研究采用離子浸漬法制備固體氧化物燃料電池陽(yáng)極。為了配合本課題組采用石墨造孔劑制備大規(guī)格平板式單電池的需要,本研究首先對(duì)石墨的表面進(jìn)行了改性,通過(guò)改善其潤(rùn)濕性和增加其表面含氧官能團(tuán),以達(dá)到改善其在水系中的分散性;然后以YSZ粉體和造孔劑(硝化石墨)為原料制備了高孔隙率的YSZ多孔層/YSZ致密層復(fù)合基體作為浸漬的載體,將其分別浸漬于硝酸鎳的飽和溶液與丙酸-鎳絡(luò)合物溶液中,經(jīng)

2、多次浸漬、干燥、焙燒制備含鎳催化劑的半電池,經(jīng)涂覆陰極得到單電池。采用XRD和SEM對(duì)陽(yáng)極的晶相和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,經(jīng)丙酸-鎳絡(luò)合物溶液浸漬陽(yáng)極中的NiO晶粒明顯小于經(jīng)飽和硝酸鎳溶液浸漬陽(yáng)極中的NiO晶粒,NiO晶粒均為納米級(jí);通過(guò)添加丙酸,可以增加浸漬溶液中的含鎳量,提升浸漬速率,減小NiO晶粒尺寸,抑制NiO團(tuán)聚,增加陽(yáng)極三相反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)度;NiO晶粒尺寸隨著丙酸和硝酸鎳的摩爾比值(R)的增加呈減小的趨勢(shì),晶粒范圍在20nm40nm之間,當(dāng)R值為1.5時(shí),NiO的晶粒尺寸為20nm;.【英文摘要】The performance of Solid Oxide Fuel Cell is clos

3、ely related to the microstructure of the anode,optimization of the microstructure of the anode can improve the performance of the cell. Ion impregnation method is one of the important method which used to prepare nano-structured highperformance SOFC.In this study,we prepared an anode of Solid Oxide

4、Fuel Cell by ion impregnation.In order to meet needs of preparation of big plate single cell which used graphite as pore-maker,first,we used different methods .【關(guān)鍵詞】硝化石墨 YSZ多孔層/YSZ致密層復(fù)合基體 離子浸漬法 飽和硝酸鎳溶液 丙酸-鎳絡(luò)合物溶液【英文關(guān)鍵詞】Nitrification graphite YSZ porous layer / YSZ dense layer complex matrix Ion impre

5、gnation method Nickel nitrate saturated solution Propionic acid-nickel complex solution【目錄】中溫固體氧化物燃料電池浸漬陽(yáng)極的制備及電池性能研究摘要3-4Abstract4-51 引言9-122 文獻(xiàn)綜述12-332.1 燃料電池的概述122.2 固體氧化物燃料電池概述12-192.2.1 固體氧化物燃料電池的結(jié)構(gòu)類型132.2.2 固體氧化物燃料電池的工作原理13-142.2.3 固體氧化物燃料電池的關(guān)鍵材料14-172.2.4 固體氧化物燃料電池的特點(diǎn)17-182.2.5 固體氧化如燃料電池的中溫化18

6、-192.3 固體氧化物燃料電池陽(yáng)極材料的研究概述19-232.3.1 Ni/YSZ 陽(yáng)極材料的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)20-212.3.2 Ni/YSZ 陽(yáng)極材料21-232.3.3 其他陽(yáng)極材料232.4 Ni/YSZ 陽(yáng)極的制備方法23-272.4.1 成型方法23-262.4.2 壓制法262.4.3 浸漬法26-272.5 固體氧化物燃料電池的極化損失27-312.5.1 電極化曲線27-282.5.2 活化極化28-292.5.3 歐姆極化292.5.4 濃差極化29-312.6 論文選題目的、研究意義及創(chuàng)新點(diǎn)31-332.6.1 論文的選題目的及研究意義312.6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)31-333

7、 實(shí)驗(yàn)材料與測(cè)試方法33-373.1 實(shí)驗(yàn)藥品33-343.2 實(shí)驗(yàn)儀器343.3 物理性質(zhì)表征34-363.3.1 X 射線衍射343.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡34-353.3.3 致密層和多孔層燒成收縮測(cè)試353.3.4 YSZ 多孔層/YSZ 致密層復(fù)合基體抗折強(qiáng)度測(cè)試353.3.5 YSZ 多孔層/YSZ 致密層復(fù)合基體孔隙率的測(cè)試353.3.6 陽(yáng)極的孔徑分布測(cè)試35-363.4 模擬電池電化學(xué)性能測(cè)試36-374 石墨的優(yōu)化改性37-454.1 引言37-384.2 實(shí)驗(yàn)方法38-404.2.1 石墨的表面改性處理384.2.2 改性石墨的潤(rùn)濕性測(cè)定38-394.2.3 改性石

8、墨的官能團(tuán)測(cè)定39-404.2.4 改性石墨的沉降速率測(cè)定404.3 結(jié)果與討論40-444.3.1 改性處理對(duì)石墨微觀結(jié)構(gòu)的影響研究40-414.3.2 改性處理對(duì)石墨潤(rùn)濕性的影響研究41-434.3.3 改性處理對(duì)石墨表面官能團(tuán)的影響研究43-444.3.4 改性處理對(duì)石墨水系分散的影響研究444.4 本章小結(jié)44-455 離子浸漬法制備SOFC 陽(yáng)極45-615.1 引言45-465.2 實(shí)驗(yàn)方法46-495.2.1 YSZ 多孔層/YSZ 致密層復(fù)合基體的制備46-475.2.2 多孔層與致密層的共燒結(jié)研究47-485.2.3 SOFC 半電池的制備48-495.3 結(jié)果與討論49-5

9、95.3.1 多孔層與致密層的共燒結(jié)分析49-555.3.2 石墨的粒徑對(duì)YSZ 多孔層微觀結(jié)構(gòu)的影響55-565.3.3 粘結(jié)劑的種類對(duì)復(fù)合基體制備的影響研究56-585.3.4 半電池多孔層的表征58-595.4 本章小結(jié)59-616 單電池的制備及性能表征61-706.1 引言616.2 實(shí)驗(yàn)方法61-626.2.1 單電池的制備61-626.2.2 陰極漿料的制備626.2.3 單電池的制備626.3 結(jié)果與討論62-686.3.1 單電池62-636.3.2 離子浸漬法制備陽(yáng)極對(duì)單電池微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響63-646.3.3 硝化石墨的含量對(duì)單電池性能的影響64-656.3.4 鎳的浸漬量對(duì)單電池性能的影響65-686.4 小結(jié)68-707 絡(luò)合物浸漬液制備陽(yáng)極及其單電池性能研究70-797.1 引言707.2 實(shí)驗(yàn)方法70-717.2.1 浸漬液的制備707.2.2 單電池的制備70-717.3 結(jié)果與討論71-777.3.1 丙酸-鎳絡(luò)合物浸漬液對(duì)浸漬速率的影響71-747.3.2 丙酸-鎳絡(luò)合物浸漬液對(duì)多孔層