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SOFC/MGT混合动力系统性能分析及协同控制策略研究
1
作者 霍海波 朱鸿翔 +3 位作者 徐胜 曹正良 许竞翔 李曦 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期79-88,共10页
为高效利用固体氧化物燃料电池(SOFC)的高温废热和提升系统的热电效率,提出一款以甲烷为燃料的新型固体氧化物燃料电池/微型燃气轮机(SOFC/MGT)混合动力系统。该系统在传统混合系统的基础上增设燃料旁通阀和加热器,以满足SOFC电堆入口... 为高效利用固体氧化物燃料电池(SOFC)的高温废热和提升系统的热电效率,提出一款以甲烷为燃料的新型固体氧化物燃料电池/微型燃气轮机(SOFC/MGT)混合动力系统。该系统在传统混合系统的基础上增设燃料旁通阀和加热器,以满足SOFC电堆入口温度的需求,并最大化利用其废热。为满足频繁波动的负载功率需求并确保透平具有合适的入口温度,首先基于所建混合动力系统的数学模型,对变工况条件下各组件的温度、输出功率等动态特性进行分析,然后在此基础上,设计混合动力系统的温度、功率协同控制策略。仿真结果表明,当负载功率需求频繁变化时,所设计控制系统的输出功率能实时跟踪外部功率需求变化并将透平入口温度控制到目标值,说明所设计的控制方案是有效的。此外,当负载功率需求变化时,就透平入口温度主动控制对混合动力系统性能的影响进行探究,结果表明对透平入口温度进行主动控制有利于系统功率跟踪和安全运行,并有效提高混合系统的效率。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 燃气轮机 混合系统 温度控制 功率控制
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SiO_2-CaO-B_2O_3-Al_2O_3微晶玻璃在平板式ITSOFC中密封性能的研究 被引量：6
2
作者 郑锐 聂怀文 +2 位作者 王大千 吕之奕 温廷琏 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期37-42,共6页
平板式中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的密封材料在工作温度下,与其接触的电池材料应具备以下特性:(1)气密性;(2)尺寸稳定性;(3)热匹配性;(4)化学稳定性;(5)绝缘性.采用SiO_2-CaO-B_2O_3-Al_2O_3系统微晶玻璃制备出一种适用于850℃的... 平板式中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的密封材料在工作温度下,与其接触的电池材料应具备以下特性:(1)气密性;(2)尺寸稳定性;(3)热匹配性;(4)化学稳定性;(5)绝缘性.采用SiO_2-CaO-B_2O_3-Al_2O_3系统微晶玻璃制备出一种适用于850℃的密封材料.该材料在850℃保证一定尺寸的前提下,能够与8YSZ电解质和Ni-Cr双极板紧密黏附,热膨胀系数8.9×10^(-6)/℃和8YSZ接近,电导率约为10-8S/cm有良好的电绝缘性能,在O2和H2气氛下保温100h没有气体泄漏,且密封后的黏附界面边界分明,元素扩散层厚度<10μm.实验证明该材料适用于ITSOFC 850℃密封. 展开更多
关键词 中温固体氧化物燃料电池 平板式 密封材料 微晶玻璃
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中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)阴极材料La_(2-x)Sr_xNiO_4的制备及性能研究 被引量：11
3
作者 李强 范勇 +1 位作者 赵辉 霍丽华 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第11期2025-2030,共6页
采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料La2-xSrxNiO4(简称LSN,x=0.0、0.2、0.4、0.6、0.8),利用XRD和SEM对其结构和微观形貌进行了表征。结果表明该阴极材料与电解质Ce0.9Gd0.1O1.9(CGO)在1100℃烧结时不发生反... 采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料La2-xSrxNiO4(简称LSN,x=0.0、0.2、0.4、0.6、0.8),利用XRD和SEM对其结构和微观形貌进行了表征。结果表明该阴极材料与电解质Ce0.9Gd0.1O1.9(CGO)在1100℃烧结时不发生反应,且烧结2h后,二者之间可形成良好的接触界面。交流阻抗谱技术对该电极的电化学性能的研究结果表明,电极反应的速率控制步骤为电极上发生的电荷迁移反应,其中La1.6Sr0.4NiO4电极在空气中700℃下的极化电阻为2.93Ω·cm2。 展开更多
关键词 中温固体氧化物燃料电池 LSN阴极材料 电极反应
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甲醇重整固体氧化物燃料电池热电联产系统热力学分析与优化设计
4
作者 李青山 郝勇生 +2 位作者 翁方龙 韩敏芳 孙立 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期502-512,I0009,共12页
甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型... 甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型,通过Aspen Custom Model软件建立SOFC机理模型。针对甲醇重整过程水醇比及反应器温度、SOFC工作过程燃料利用率及工作温度双参数共同作用的影响进行详细分析。结果表明,甲醇重整过程最佳水醇比为1.3/1,最佳反应出口温度为280℃;SOFC最佳工作温度和燃料利用率分别为760℃和0.65;系统能量损失和(火用)损失随SOFC电功率增加而增加;SOFC电功率为50 kW时,SOFC电效率、系统能量效率和(火用)效率分别为59%、89%和41%。所提出的热电联产系统可实现高效热电供应,为SOFC船舶平台应用提供一定建议。 展开更多
关键词 甲醇蒸汽重整 固体氧化物燃料电池 低温催化燃烧 热力学性能
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固体氧化物燃料电池电解质材料研究进展
5
作者 王亚丽 孙航宇 +4 位作者 李晓艳 李明川 付云枫 杜国山 陈宋璇 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第3期36-46,共11页
固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质作为离子传输的重要载体,直接决定着SOFC的运行温度和电化学效率。根据SOFC的运行温度电解质材料分为高温电解质(>850℃)、中温电解质(650~850℃)和低温电解质(<650℃)。氧化钇稳定氧化锆(YSZ)是... 固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质作为离子传输的重要载体,直接决定着SOFC的运行温度和电化学效率。根据SOFC的运行温度电解质材料分为高温电解质(>850℃)、中温电解质(650~850℃)和低温电解质(<650℃)。氧化钇稳定氧化锆(YSZ)是高温电解质中应用最多的离子传导型电解质,其氧离子电导率偏低,高温运行条件下电池寿命短;氧化钪稳定氧化锆(ScSZ)和LaGaO_(3)基电解质都适用于中温SOFC,ScSZ电解质因原材料成本较高限制了其商业化应用,LaGaO_(3)基电解质由多种元素合成制备,容易引入杂质相,进而增大材料内阻;氧化铈基(GeO_(2))材料和具有立方萤石型结构的氧化铋(δ-Bi_(2)O_(3))材料在低温环境中具有稳定的离子电导率,然而,这两种材料在氧化还原气氛下易被还原,从而导致SOFC电池内部短路;BaCeO_(3)基质子传导型电解质的研发尚处于初级阶段,其掺杂改性机理复杂,仍需要进行深入理论分析。未来,降低电解质材料使用温度、稳定电解质材料晶相结构、提高电解质材料离子电导率和降低电解质材料的制备成本是SOFC电解质研究和发展的重要方向。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池(SOFC) 电解质 运行温度 离子电导率 晶相结构 制备成本 薄膜制备
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碳酸盐掺杂SDC对ITSOFC性能的影响 被引量：2
6
作者 韩庆贺 高文元 +1 位作者 唐乃岭 李嵩 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期5-7,共3页
用模压法制备基于钐掺杂氧化铈(SDC)和掺杂氧化铈-无机盐复合(CSC)电解质的电池,并在氢气/空气气氛中测试性能。碳酸盐掺杂SDC降低了开路电压(OCV),基于CSC电解质和SDC电解质的电池的OCV差,由500℃时的0.219 V降至650℃时的0.007 V;在65... 用模压法制备基于钐掺杂氧化铈(SDC)和掺杂氧化铈-无机盐复合(CSC)电解质的电池,并在氢气/空气气氛中测试性能。碳酸盐掺杂SDC降低了开路电压(OCV),基于CSC电解质和SDC电解质的电池的OCV差,由500℃时的0.219 V降至650℃时的0.007 V;在650℃时,基于CSC电解质的电池的最高功率密度比基于SDC电解质的高253.1 mW/cm2。 展开更多
关键词 中温固体氧化物燃料电池(itsofc) 碳酸盐 复合电解质 性能
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ITSOFC阴极材料Ln-B-Co-O的合成与性能 被引量：1
7
作者 孙福禄 高文元 +1 位作者 于玲 隋新国 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期209-212,共4页
以混合稀土、SrCO3、CaCO3及Co2O3为原料，在1200℃下烧结制备了Ln-B-Co-O（Ln为混合稀土，B=Sr，Ca）复合氧化物，并采用TG-DSC、XRD和直流四探针等方法进行了分析。混合稀土促进了碳酸盐在700～900℃的分解，新相Ln0．7Sr0．3 C003-δ... 以混合稀土、SrCO3、CaCO3及Co2O3为原料，在1200℃下烧结制备了Ln-B-Co-O（Ln为混合稀土，B=Sr，Ca）复合氧化物，并采用TG-DSC、XRD和直流四探针等方法进行了分析。混合稀土促进了碳酸盐在700～900℃的分解，新相Ln0．7Sr0．3 C003-δ在1100℃时基本形成。Ln—B-Co-O复合氧化物为Ce02立方萤石相与钙钛矿两相，Sr^2＋易与稀土中的Ce02反应形成钙钛矿，Ca^2＋易与La^3＋发生取代。Ln-Ca-Co-O的电导率大于Ln-Sr-Co-O，在1200℃下烧结3h的所有样品的电导率，在340℃时达到最大值，在500～800℃时均超过500S／cm。 展开更多
关键词 中温固体氧化物燃料电池(itsofc) 混合稀土 助熔剂 钙钛矿 萤石相
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基于龙伯格-滑模观测器的固体氧化物燃料电池温度估计模型
8
作者 张安安 刘川 +2 位作者 黄璜 杨威 张曦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期191-201,共11页
固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)作为一种新型发电装置,因高效无污染、全金属固态结构、燃料来源广等优点,在未来各个领域具有广阔应用前景。电堆内部的温度分布对其安全稳定运行至关重要,针对其内部温度难以获取的问题... 固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)作为一种新型发电装置,因高效无污染、全金属固态结构、燃料来源广等优点,在未来各个领域具有广阔应用前景。电堆内部的温度分布对其安全稳定运行至关重要,针对其内部温度难以获取的问题,该文设计一种龙伯格-滑模观测器估计电堆内部温度分布。首先,观测器的输入考虑系统可观性和工程应用,并结合能观矩阵条件数筛选出最优组合;然后,基于龙伯格和滑模观测器理论构造观测器具体结构;其次,为提升观测器性能,将电堆误差系统进行解耦,通过极点配置重新构造反馈增益;最后,通过平滑非线性不连续项,抑制观测器抖振现象。结果表明,所设计观测器相较于龙伯格和滑模观测器在收敛速度和误差波动方面具有明显优越性。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池电堆 龙伯格-滑模观测器 温度分布 系统解耦 抖振抑制
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不同支撑结构的固体氧化物燃料电池数值模拟分析 被引量：1
9
作者 刘鑫宇 张安安 廖长江 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1710-1720,共11页
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效的发电系统,能够直接将化学能转换为电能。如何保证电池高效且稳定地运行是亟待解决的问题。本工作建立了单片的平板式固体氧化物燃料电池的三维模型,涉及电化学、传质和传热等多个物理场的耦合,通过... 固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效的发电系统,能够直接将化学能转换为电能。如何保证电池高效且稳定地运行是亟待解决的问题。本工作建立了单片的平板式固体氧化物燃料电池的三维模型,涉及电化学、传质和传热等多个物理场的耦合,通过COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对模型进行数值计算并验证模型,其I-V曲线表明数据误差小于6%。在该模型基础上,开发了基于阴极及电解质支撑的SOFC的三维模型,并继续研究了不同操作参数、支撑结构对SOFC的输出功率、温度等诸多因素对电池的输出功率、温度等物理参数带来的影响,对电池的影响情况通过极化曲线和功率曲线来反映。仿真结果表明,连接肋板会影响电池内部气体的扩散,进而发现电流密度与物质的分布有紧密联系。通过进一步的研究表明,支撑层厚度、压力以及输入燃料流量等因素均会对电池的输出功率、温度等带来影响,增大工作压力、燃料输入流量等均能提高输出功率,但这也会导致电池内部温度上升,而输出功率与电池支撑层厚度成反比。相同条件下,阴极支撑型SOFC的输出功率大于电解质支撑型SOFC的输出功率,本研究对SOFC的结构设计、实验工作具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 电池性能 阴极支撑 数值模拟 电池温度
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氨燃料管状SOFCs中热冲击影响与性能的模拟研究 被引量：1
10
作者 赖彦辰 王哲 +2 位作者 崔大安 韩凤翚 纪玉龙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期191-202,I0016,共13页
研究氨燃料固体氧化物燃料电池(solidoxidefuel cells,SOFCs)热冲击的产生机理将会给电池的温度管理、可靠性管理及电池的性能优化提供更多可能性。但由于化学、电化学的反应过程复杂、模型仿真所涉物理场较多,鲜有关于氨燃料SOFCs的仿... 研究氨燃料固体氧化物燃料电池(solidoxidefuel cells,SOFCs)热冲击的产生机理将会给电池的温度管理、可靠性管理及电池的性能优化提供更多可能性。但由于化学、电化学的反应过程复杂、模型仿真所涉物理场较多,鲜有关于氨燃料SOFCs的仿真研究。为此,该文通过建立耦合了吸热的氨气裂解反应、电化学反应、局部电流分布、温度分布以及物质流动的仿真模型,分析了单个阴极支撑的管状直接氨气裂解SOFCs的热冲击(热应力和热对流)形成机理。研究得出,过快且不均衡的氨气裂解反应是电池局部低温产生的主要原因,这会直接造成电池整体出现376K的温差。通过采用氨气预重整的方法能使氨SOFCs在相同操作电压下温度分布更均匀,平均温度更高,在800℃的环境温度下96%预重整的氨SOFCs能将阳极的温度极值差从62.16 K降为1.0 K,电池内部的温度分布得到显著改善。该研究可为氨燃料SOFCs的热管理优化提供重要理论依据,此外,该文详细展示的氨燃料SOFCs耦合模型的建模方法可以为用其他富氢气体做燃料的SOFCs的模拟仿真研究提供思路。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 耦合建模 热冲击 温度与物质分布 氨气裂解反应 预重整
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氨燃料固体氧化物燃料电池低温化性能分析 被引量：2
11
作者 王哲 唐浩博 +3 位作者 张丁海 李明宇 刘涵 韩凤翚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期8544-8553,I0018,共11页
在氨燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)低温化发展趋势下,降低工作温度将会提高电池寿命,但随之带来的化学及电化学反应速率降低和电解质欧姆损失增加等问题,这会直接影响电池的输出性能。该文基于COMSOL仿真平台,构... 在氨燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)低温化发展趋势下,降低工作温度将会提高电池寿命,但随之带来的化学及电化学反应速率降低和电解质欧姆损失增加等问题,这会直接影响电池的输出性能。该文基于COMSOL仿真平台,构建SOFC的多物理模型仿真模型,对SOFC内部化学及电化学反应、质量传递、能量传递和温度场分布进行耦合求解,着重量化分析工作温度和电解质厚度参数对氨燃料SOFC输出性能的敏感性影响。结果表明:降低工作温度至700℃可以显著降低电池内部热应力,尤其入口和出口侧降幅达14.37%。增加阳极厚度和氨气浓度导致功率密度下降48.76%。采用10μm电解质厚度和氧化钆参杂氧化铈(gadolinia-doped ceria,GDC)材料可以提高电池平均功率密度至785.87 W/m^(2),增幅达77.25%。因此,降低温度可以有效降低电池内部的热应力及分布差异,可提高电池的寿命,但阳极氨气平均浓度增加56.57%,镍基氮化作用随之增强可能会对电池稳定性造成不利影响,可采用减小电解质厚度和换用电解质材料两种方法对电池的输出性能进行提升。 展开更多
关键词 氨燃料 固体氧化物燃料电池 低温工况 热应力 性能敏感性分析
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BaO-CaO-Al_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)中温SOFC封接玻璃的失效性分析与性能改进研究
12
作者 王逸宣 刘亮光 +2 位作者 余辉 陈猛 胡娴杰 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第4期775-781,共7页
热稳定性及致密度是影响中温固体氧化物燃料电池封接玻璃实际应用的两大重要因素。通过传统固相熔融退火法制备32.96BaO-14.45CaO-4.87Al_(2)O_(3)-14.62B_(2)O_(3)-33.10SiO_(2)(BCS1)基础玻璃,采用X射线衍射分析、扫描电镜、高温显微... 热稳定性及致密度是影响中温固体氧化物燃料电池封接玻璃实际应用的两大重要因素。通过传统固相熔融退火法制备32.96BaO-14.45CaO-4.87Al_(2)O_(3)-14.62B_(2)O_(3)-33.10SiO_(2)(BCS1)基础玻璃,采用X射线衍射分析、扫描电镜、高温显微镜等表征手段来探究其封接失效原因,并提出改进方法,以获得性能稳定的致密封接材料。结果表明,BCS1基础玻璃中的六方BaAl_(2)SiO_(8),经1073 K热处理会转变为低膨胀单斜相,造成基础玻璃与Ni-YSZ阳极的热膨胀系数不匹配,再者BCS1玻璃易过烧发泡,内部存在的大量孔隙容易引发气体泄漏。通过额外增加Al_(2)O_(3)含量,可以提高封接玻璃的热稳定性、热匹配性和致密性,并使封接玻璃与Ni-YSZ阳极具有良好的界面结合。该研究为中温固体氧化物燃料电池封接玻璃的性能改进提供了有效的途径,有助于推动该领域技术的发展和应用。 展开更多
关键词 中温固体氧化物燃料电池 封接玻璃 失效性 热稳定性 致密度
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流道扰流体对固体氧化物燃料电池温度梯度的影响研究
13
作者 戴潼雨 李鸿坤 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期53-61,共9页
固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)内部过高的温度梯度会导致电池失效,如何降低SOFC温度梯度、提高电池温度分布的均匀性至关重要。结合电、热、流动和传质物理场建立了SOFC多物理场耦合模型,通过与实验数据对比验证了模... 固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)内部过高的温度梯度会导致电池失效,如何降低SOFC温度梯度、提高电池温度分布的均匀性至关重要。结合电、热、流动和传质物理场建立了SOFC多物理场耦合模型,通过与实验数据对比验证了模型准确性;通过SOFC模型研究了SOFC温度和温度梯度分布情况,确定了电池反应区最大温度梯度为优化指标,提出了扰流体流道结构设计,并在考虑功率密度的影响情况下,证明了扰流体结构的有效性。对扰流体结构的形状、高度和宽度进行了分析讨论,分析发现:扰流体主要是通过改变流体流速和反应层氧气浓度来影响反应区最大温度梯度的,扰流体对于流道压降的改变主要影响了损失功率密度;最终确定了圆弧扰流体结构(h=0.8 mm,d_(1)=4.0 mm)为较优结构,在净功率密度与传统直流道相同时,最大温度梯度为43.35 K/cm,相比传统直流道,降低了9.4%。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 多场耦合仿真 温度梯度 扰流体结构
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沉积温度对MOCVD法制备固体氧化物燃料电池GDC阻挡层性质的影响
14
作者 马超 熊春艳 +1 位作者 徐源来 赵培 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第12期2197-2204,共8页
致密的氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)薄膜可以被应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的阴极LSCF与电解质YSZ的阻挡层,防止绝缘相SrZrO3的生成,从而提高电池的耐久性。本文以四(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)铈(Ce(DPM)_(4))和三(2,2,6,6-四甲基-3,5... 致密的氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)薄膜可以被应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的阴极LSCF与电解质YSZ的阻挡层,防止绝缘相SrZrO3的生成,从而提高电池的耐久性。本文以四(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)铈(Ce(DPM)_(4))和三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)钆(Gd(DPM)_(3))为前驱体,采用智能化学气相沉积设备在723~923 K在YSZ陶瓷基板表面制备GDC薄膜,并研究了不同沉积温度对GDC薄膜的相组成、择优取向、宏观表面、微观结构和电化学性能的影响。在748~923 K时制备了具有(200)择优取向的淡黄色GDC薄膜,且GDC晶粒呈岛状生长模式。在873 K时得到了阻挡效果良好的(200)择优取向的淡黄色GDC薄膜。组装LSCF/GDC/YSZ/GDC/LSCF对称电池,在1073 K下测得电池阻抗为0.08Ω·cm^(2),活化能为1.52 eV,表明873 K为化学气相沉积法制备GDC薄膜的最佳沉积温度。 展开更多
关键词 氧化钆掺杂氧化铈 金属有机物化学气相沉积 沉积温度 固体氧化物燃料电池
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中温固体氧化物燃料电池阳极基底及负载型电解质薄膜的研制 被引量：20
15
作者 阎景旺 董永来 +1 位作者 于春英 江义 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期804-814,共11页
在用固相反应法合成电解质材料Ｌａ０．９Ｓｒ０．１Ｇａ０．８Ｍｇ０．２Ｏ３－δ（ＬＳＧＭ）的基础上，研制出中温固体氧化物燃料电池ＬＳＧＭ＋ＮｉＯ阳极基底；考察了阳极基底孔隙率、孔径分布及电导率随组成变化的规律；研究了阳... 在用固相反应法合成电解质材料Ｌａ０．９Ｓｒ０．１Ｇａ０．８Ｍｇ０．２Ｏ３－δ（ＬＳＧＭ）的基础上，研制出中温固体氧化物燃料电池ＬＳＧＭ＋ＮｉＯ阳极基底；考察了阳极基底孔隙率、孔径分布及电导率随组成变化的规律；研究了阳极基底组成、微观结构、制备工艺等对负载型ＬＳＧＭ电解质薄膜成膜过程及质量的影响和负载型电解质薄膜在还原气氛中的结构稳定性；采用湿化学物理方法及等静压烧结工艺成功地制备出了厚度为２０～５０μｍ的负载型致密ＬＳＧＭ电解质薄膜．研究表明；ＮｉＯ含量为６０％的阳极基底具有适宜的烧结收缩率、孔隙率与孔径分布，且比表面积与比孔容积均较大，适合作为ＳＯＦＣ的阳极．随着ＮｉＯ含量的增加，还原后阳极基底的电导率有所增大．其中低ＮｉＯ含量的阳极基底在还原后的初生态，其电导率在交变信号的诱导下发生弛豫现象而迅速增大，并由离子导电性转变为金属导电性．而高ＮｉＯ含量的阳极基底，其还原后的电导率随测量时间的延长变化很小，并从一开始就表现出金属导电的性质．采用无约束烧结程序制备的负载型ＬＳＧＭ电解质薄膜，表面为粗大的片状晶粒，还原后在晶界处产生裂纹．而采用等静压烧结程序制备的负载型ＬＳＧＭ电解质薄膜，表面为细小、形状规则的晶? 展开更多
关键词 中温 固体氧化物 燃料电池 阳极基底 负载型电解质薄膜 LSGM 性能 电解质材料 合成
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中温固体氧化物燃料电池制备进展 被引量：15
16
作者 谢淑红 崔崑 +1 位作者 肖建中 谢光远 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期59-61,共3页
介绍了制备中温固体氧化物燃料电池(SOFC)薄膜的各种工艺方法及制备中温单电池(PEN)的复合工艺。
关键词 中温固体氧化物燃料电池 阳极材料 电解质材料 制备工艺 电化学气相沉积法
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中温固体氧化物燃料电池复合阴极La_(1.6)Sr_(0.4)NiO_4-Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(1.9)的制备及性能研究 被引量：10
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作者 李强 范勇 +4 位作者 孙丽萍 赵辉 霍丽华 高山 Jean-Claude Grenier 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第2期300-304,共5页
0引言 近年来，一些具有电子和氧离子混合传导特性的类钙钛矿型A2BO4复合氧化物成为人们研究的热点材料。这类材料一般属于K2NiF4结构，是由ABO3钙钛矿结构层与AO岩盐层相互交叠而成的层状化合物，由于具有良好的晶体结构、独特的电化... 0引言 近年来，一些具有电子和氧离子混合传导特性的类钙钛矿型A2BO4复合氧化物成为人们研究的热点材料。这类材料一般属于K2NiF4结构，是由ABO3钙钛矿结构层与AO岩盐层相互交叠而成的层状化合物，由于具有良好的晶体结构、独特的电化学性能以及较高的氧化、还原等催化活性．其在新材料开发方面已得到了高度的重视旧。研究表明，用不同价态的离子调变A位可以达到控制B位过渡金属离子的价态和氧化物的非化学计量氧量的目的。这种结构的材料具有二维特征，从而使该类氧化物具有独特的物理化学性能。到目前为止．有关这类材料的晶体结构和气体催化活性的报道较多．而将其用于固体氧化物燃料电池电极方面的研究却相对较少。同传统的钙钛矿型ABO，氧化物LSM和LSCF电极材料相比较，A2BO4复合氧化物在热化学性能、电化学性能以及氧的扩散和表面交换能力等方面显示了明显的优势．这些都预示着该类材料是一种潜在的中温固体氧化物（IT-SOFC）阴极材料。 展开更多
关键词 中温固体氧化物燃料电池 复合阴极 LSN-CGO
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中温复合固体电解质SDC-LSGM的制备和性能 被引量：7
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作者 徐丹 刘晓梅 +4 位作者 王德军 朱成军 严端廷 裴力 苏文辉 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1523-1527,共5页
采用甘氨酸-硝酸盐法分别制备了Ce0.85Sm0.15O2-δ（SDC）与La0．9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）两种电解质材料，并用固相混合法将两种材料按不同质量比（SDC与LSGM的质量比分别为9：1，8：2，5：5）混合制备复合电解质材料．采用交流... 采用甘氨酸-硝酸盐法分别制备了Ce0.85Sm0.15O2-δ（SDC）与La0．9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）两种电解质材料，并用固相混合法将两种材料按不同质量比（SDC与LSGM的质量比分别为9：1，8：2，5：5）混合制备复合电解质材料．采用交流阻抗技术对样品的电学性能进行研究．实验结果表明，SDC与LSGM的质量比为9：1（SL91）时，样品具有较高的电导率，在350～800℃温度范围内其电导率均比SDC的高．以复合电解质为支撑体，以Sm0.5Sr0.5CoO3为阴极、NiO／SDC为阳极制成单电池，测试结果显示，在800℃时以SL91为电解质的单电池的最大输出功率密度为0．25W／cm^2，最大电流密度为1．06A／cm^2．在电池的工作温度区间（600～800℃）内以复合材料为电解质的单电池的开路电压比以SDC为电解质的高． 展开更多
关键词 中温固体氧化物燃料电池 CEN 85Sm0.15O2~δ La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3—δ 复合电解质
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La_(1.6)Sr_(0.4)NiO_4-Ag中空纳米纤维的制备与电化学性质研究 被引量：4
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作者 孙丽萍 李强 +2 位作者 赵辉 王海龙 霍丽华 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1045-1050,共6页
采用静电纺丝法制备了La1Q Sr04NiO4 Ag中空纳米纤维。利用XRD和SEM对材料物相及形貌进行分析。结果表明，800℃烧结2h形成平均直径为400nm的LaL6 Sr04NiO4 Ag复合空心纤维；850℃烧结1h，纤维交叉连接形成网格状结构，并与电解质紧密... 采用静电纺丝法制备了La1Q Sr04NiO4 Ag中空纳米纤维。利用XRD和SEM对材料物相及形貌进行分析。结果表明，800℃烧结2h形成平均直径为400nm的LaL6 Sr04NiO4 Ag复合空心纤维；850℃烧结1h，纤维交叉连接形成网格状结构，并与电解质紧密接触。EIS谱测试结果表明LaL6 Sr04NiO4 Ag纳米纤维电极在700℃空气气氛的极化电阻为0．32Ω·c㎡；氧分压测试结果显示，在600～700℃范围内，电极反应速率控制步骤均为电荷转移反应。 展开更多
关键词 LaL6 Sr04NiO4 Ag中空纳米纤维 中温固体氧化物燃料(TTSOFC) 阴极材料 电极反应
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中低温固体氧化物燃料电池陶瓷阴极材料 被引量：10
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作者 江金国 陈文 +2 位作者 徐庆 黄端平 郑锦霞 《陶瓷学报》 CAS 2002年第3期198-200,共3页
综述了中低温固体氧化物燃料电池 (SOFC)陶瓷阴极材料的研究和发展动态。这些陶瓷材料包括焦绿石结构的A2 Ru2 O7-δ陶瓷、Ag -YDB(Y2 O3dopedBi2 O3)复合陶瓷以及具有钙钛矿结构的La1 -xSrxCo1 -yFeyO3(LSCF)
关键词 陶瓷 固体氧化物燃料电池 阴极材料 电导率 焦绿石结构 钙氧化物 钙钛矿氧化物
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