两种不同结构中温固体氧化物燃料电池阴极材料的性能研究

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1、分类号：TM911.4TQ174.75+8.11单位代码：10183研究生学号：2014322032密级：公开研两种不同结构中温固吉林大学体氧化硕士学位论文物燃料（学术学位）电池阴两种不同结构中温固体氧化物燃料电池极材阴极材料的性能研究料的性Performancesofcathodematerialswithtwodifferentstructuresfor能研intermediate-temperaturesolidoxidefuelcells究作者姓名：塔乐塔专业：凝聚态物理乐研究方向：固体氧化物燃料电池指导教师：贺天民教授吉培养单位：吉林大学物理学院

2、林大学2017年5月两种不同结构中温固体氧化物燃料电池阴极材料的性能研究Performancesofcathodematerialswithtwodifferentstructuresforintermediate-temperaturesolidoxidefuelcells作者姓名：塔乐专业名称：凝聚态物理指导教师：贺天民教授学位类别：理学硕士答辩日期：2017年5月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学

3、术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂

4、志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士□博士学科专业：凝聚态物理论文题目：两种不同结构中温固体氧化物燃料电池阴极材料的性能研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：长春市前进大街2699号，吉林大学前卫南区物理楼（130012）作者联系电话：15904314303摘要摘要固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种绿色高效的发电装置，具有非常好的发展前景。与传统的高温SOFC技术相

5、比，IT-SOFC有很多优点，目前发展的主流已经慢慢转移到IT-SOFC技术上。所以，研究与开发可以应用在IT-SOFC上的新型阴极材料是当前研究的主要方向之一。采用固相法合成了单相双钙钛矿结构氧化物Sr2Co1-xTixFeO5+（δSCTF，x=0.2，0.4，0.6，0.8）。它们均为立方晶系，空间群为Pm-3m，δ值分别为0.37，0.43和0.48，且均与常用电解质材料在950ºC下具有良好的化学兼容性。x=0.2与x=0.4样品在高温下出现了Co的α脱附峰，Fe的α脱附峰以及Co的β脱附峰；x=0.6与x=0.8样品则只观察到了Fe的α脱附峰和

6、Co的β脱附峰，无Co的α脱附峰4+出现。热重与热膨胀测试结果表明，无自旋态转变Ti的引入改变了样品中过渡金属离子的价态分布，提高了SCTF的稳定性，同时降低了SCTF的热膨胀系数。电导率测试结果表明，SCTF（x=0.2，0.4，0.6，0.8）样品最大电导率分别为95.5S-1-1-1-1cm（350ºC），44.7Scm（375ºC），24.1Scm（400ºC）和7.5Scm（475ºC）。800ºC时SCTF（x=0.2，0.4，0.6，0.8）阴极在SDC电解质上的ASR值分别为22220.040Ωcm，0.043Ωcm，0.052Ωcm和0.

7、069Ωcm；以SCTF（x=0.2，0.4，0.6，0.8）为阴极，NiO-SDC为阳极，SDC电解质为支撑的单电池，最大功率密-2-2-2-2度分别为402mWcm，332mWcm，293mWcm和225mWcm，Ti的引入降低了材料的电化学性能。综上所述，对Sr2CoFeO5+δ材料进行B位掺杂Ti，成功的降低了其热膨胀系数，提高了稳定性，但是对材料的电学性能和电化学性能产生了一定的负面影响，SCTF（x=0.2，0.4，0.6）系列材料有潜力作为IT-SOFC的阴极候选材料。采用固相法合成了单相K2NiF4型结构的(LaSr)xCoO4+δ（x=1

8、，0.95）金属氧化物材料。该材料为四方晶系，空间群为I4/mmm