固体氧化物燃料电池阴极材料(lsm)的制备与性能表征

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1、分类号UDC作者姓名：指导教师：密级学位论文固体氧化物燃料电池阴极材料(LSM)的制备与性能表征刘丽耿树江教授东北大学材料与冶金学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：化学工艺论文提交日期：2010年6月论文答辩日期：2010年7月学位授予日期：2010年7月答辩委员会主席：田彦文评阅人：娄太平王文东北大学2010年6月AMaster’SThesisinPhysicalChemistryPreparationandCharacterizationofNano．．sizedLSMPowderandCeramicsbyLiuliSupervisor：ProfessorGengshu

2、jiangNortheasternUniversityJune2010独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢二fE思。学位论文作者签名：争J硼日期：冲、7-I学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或

3、部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年一学位论文作者签名：分7硼导师签名：签字日期：>IO、七＼7t。1签字日期：东北大学硕士学位论文摘要固体氧化物燃料电池阴极材料LSM粉体的制备与性能研究摘要固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将燃料的化学能直接转换为电能的发电装置。它具有能量转换率高、无污染、原料可以连续供给、全固态结构等特点，是目前发展最快的能源技术之一，已经成为当今科研领域的研究热点。影响SOFC的因素很多，其中电池材料是其中的因素之一，如阴极材料是SOFC发展的关键组元。目前Lao．8Sro．2Mn03(LS

4、M)材料被认为是最有发展前景的阴极材料。因此，LSM制备工艺就显得尤为重要。本文采用固相高温球磨法和溶胶．凝胶高温球磨法制备了纳米级的LSM粉体，具体结果如下：(1)采用固相烧结法及固相高温球磨法制备LSM粉体，系统研究了球磨参数(球料比、球磨温度)对粉体结构及形貌的影响。结果表明：用固相烧结法在1200℃烧结2h得到的粉体含有较多杂质；用固相高温球磨法在球料比为30：1的条件下750℃球磨2h得到纯的钙钛矿结构的LSM粉体。SEM照片显示固相烧结法所得的粉体团聚较严重，粒径在微米级的范围内；固相高温球磨法所得的粉体粒径较小，大部分分布在50rim一150nm；(2)采用溶胶．凝胶法及溶

5、胶．凝胶高温球磨法制备LSM粉体，系统研究了球磨温度对粉体结构及形貌的影响。结果显示：溶胶．凝胶法在1200℃烧结2h所得的粉体含有杂质；用溶胶．凝胶高温球磨法在球料比为30：1的条件下600℃球磨2h得到纯的钙钛矿结构的LSM粉体。SEM照片显示溶胶．凝胶法所得的粉体粒径较大，粒径在微米级的范围内，但分散性较好；溶胶．凝胶高温球磨法所得的粉体粒径较小，大部分分布在50nm-150nm；(3)对在四种合成方法制得的粉体进行电导率测定。结果表明：球磨技术对提高样品的电导率具有明显的优势，溶胶．凝胶高温球磨法600℃球磨2h所得粉体的电导率最高，在800℃的电导率为36s·锄一。关键词：钙钛

6、矿结构：LSM；固相高温球磨法；溶胶．凝胶高温球磨法；电导率III东北大学硕士学位论文AbstractInvestigationofPreparationandPerformanceofLSMpowderofthecathodematerialofSOFCAbstractSolidoxidefuelcell(SOFC)isanenergyconversiondevicethatproduceselectricitydirectlyfromfossilfuelsbyelectrochemicalreactions．Currently,SOFChasbeenextensivelyexplor

7、edduetoitsadvantagessuchashigherenergyconversionefficiency,nopollutionandallsolidstructure．ThereareseveralfactorstolimitperformanceofSOFC．CathodicmaterialisoneoftheimportantpartsintheSOFC．La0．sSr0．2Mn03(LSM)isthemostde