固体氧化物燃料电池cuconisdc阳极的制备及表征

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文摘要固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，SOFC)是一种高温操作的全固态能量转换装置。因其具有能量转换率高、环境友好等优点，被视为解决能源问题的重要技术之一。电池工作温度过高和阳极积碳现象是困扰SOFC发展的两个主要问题。因此，开发适用于在中低温条件下能有效防止积碳现象发生的阳极材料有十分重要的意义。本论文采用溶胶凝胶低温燃烧合成法成功制备出了SDC电解质粉体和CuxCo0.5-xNi0.5O1.75-0.5x粉体。用压制法制备了电解质、阳极的素坯。采用XRD对电解质和CuxCo0.5-xNi0.5O1.75-0.5x粉体进行表征。利用比重

2、瓶法测量了阳极片氢气还原前后气孔率的变化情况。用SEM观测了电解质与阳极的断口形貌。利用电化学仪测量了电解质和阳极的电导率。实验结果发现：差热、热重分析表明干凝胶在较低的温度下即可分解，各种铜钴镍比例粉末在1100℃时氧化铜、氧化钴、氧化镍一种新的化合物；XRD图谱说明SDC电解质粉末在650℃的煅烧温度下保温2小时已经形成立方结构的固溶体，在1100℃时各种铜钴镍比例粉末的XRD衍射谱都呈现立方型，形成新相；SDC电解质随着温度升高电导率呈上升的趋势，各种阳极片的电导率随着温度升高电导率呈下降的趋势。关键词：固体氧化物燃料电池；CuCoNi/SDC；阳极；电导率-3-内蒙古科技大学硕士

3、学位论文SynthesisandCharacterizationofCuCoNi/SDCAnodesforSOFCAbstractThesolidoxidefuelcell(SOFC)isakindofthewholeenergytransferdeviceofsolidstateoperatedathightemperature.Becauseithavemanyadvantagesofhighefficiencyandgoodenvironment,whichisconsideredtobeoneofthekeytechniquesinresolvingtheenergyproble

4、msinthe21century.HighoperatingtemperatureandcarbondepositioninanodearetwomainproblemswhichhamperingthedevelopmentofSOFC.Therefore,itisnecessarytodevelopanodematerialsthatshouldhavehighion-electronicconductivityatlowandintermediatetemperatures,whichcanreduceoravoidthecarbondepositioninanode.TheSDC

5、electrolyteandCuxCo0.5-xNi0.5O1.75-0.5xpowderarepreparedbythesol-gellowtemperatureburningsynthesizetechnique.TheSDCelectrolytepowderandCuxCo0.5-xNi0.5O1.75-0.5xpowderweremoldedbydrymoldingmethod.Thestructure,phasecompositionoftheanodandelectrolytematerialswerecharacterizedthroughXRD，SEM.Theconduc

6、tivityofanodematerialandSDCelectrolytewasmeasuredbyusingdirectcurrentmethodandACimpedancetechnology.Theexperimentresultsshowedthatthegeldecomposedatalowertemperature;CuxCo0.5-xNi0.5O1.75-0.5xpowderpreparedfromdifferentproportionofcopper,cobaltandnickeloxidebecameacubicstructuresolidsolutionat1100

7、℃;ThestructureofSDCelectrolytepowdercalcinedat650℃for2hwascubic;TheconductivityofSDCelectrolyteisincreasewiththetemperature;Andtheconductivityofanodeisdecreasewiththetemperature.KeyWords：solidoxidefuelcell,CuCoNi/SDC,a