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LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3)阴极接触材料导电特性调控及其对SOFC电化学性能的影响
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作者 张琨 王宇 +3 位作者 朱腾龙 孙凯华 韩敏芳 钟秦 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期367-373,共7页
鉴于平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆对低面电阻、高稳定性阴极接触材料的需求,本研究阐明了LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3)(LNF)颗粒尺寸调控对导电和SOFC单电池性能演变的影响机制,优化了LNF预处理工艺,降低了接触组件面电阻,提升了SOF... 鉴于平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆对低面电阻、高稳定性阴极接触材料的需求,本研究阐明了LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3)(LNF)颗粒尺寸调控对导电和SOFC单电池性能演变的影响机制,优化了LNF预处理工艺,降低了接触组件面电阻,提升了SOFC单电池性能及热循环稳定性。结果表明:预压造粒的样品(LNF-2)与高温烧结预处理的样品(LNF-3)的面电阻更小,分别为0.074和0.076Ω·cm^(2);在750℃施加1 A/cm^(2)电流负载后,能够更快地进入稳态,并保持颗粒尺寸稳定。其中,LNF-2单电池在750℃下的峰值功率密度0.94 W/cm^(2)较未处理的LNF的0.66 W/cm^(2)高,但在热循环过程中性能衰减较大,下降了20%;而LNF-3单电池在20次热循环后峰值功率密度仅下降了4%。本研究对高可靠SOFC电堆装配及其长寿命稳定运行具有指导及参考价值。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池(SOFC) 阴极接触材料 LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3) 热循环
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工业尺寸阳极支撑SOFC亚微米GDC隔离层的制备及性能
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作者 李宗迅 吕秋秋 +5 位作者 赵浩宇 贺建宇 刘阳 孙再洪 孙凯华 朱腾龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2407-2413,共7页
氧化钆掺杂氧化铈(GDC)隔离层是固体氧化物燃料电池(SOFC)的重要组成部分,可以有效地阻止高性能阴极La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF)和Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(2-δ)(YSZ)电解质之间的副反应。但通过传统湿法陶瓷技术制备... 氧化钆掺杂氧化铈(GDC)隔离层是固体氧化物燃料电池(SOFC)的重要组成部分,可以有效地阻止高性能阴极La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF)和Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(2-δ)(YSZ)电解质之间的副反应。但通过传统湿法陶瓷技术制备的GDC隔离层致密度低、厚度大,不仅不能有效阻止Sr等元素的扩散,还会增大电池的欧姆阻抗;而先进镀膜技术虽可以制备致密的GDC隔离层,但其工业成本高,推广应用困难,对于非平板型电池电解质表面的适应性较差。在前期研究工作中,提出了一种制备致密GDC隔离层的新方法,通过水热原位生长在YSZ电解质表面成功生长了超薄致密的GDC隔离层,制得的阳极支撑体单电池也具有良好的电化学性能。在此基础上,将水热溶液体积放大60倍,在10 cm×10 cm级工业尺寸阳极支撑单电池YSZ电解质表面成功制备了0.7μm厚的连续致密GDC隔离层,构建了GDC/YSZ双层电解质,显著降低了单电池面电阻,提高了输出性能。在720℃,单电池在0.7 V工况的输出功率达到了61.6 W,实现了工业尺寸SOFC单电池致密GDC隔离层的低成本制备和高性能输出,验证了水热原位生长技术的工业应用可行性。 展开更多
关键词 工业尺寸SOFC GDC隔离层 水热原位生长 电解质 界面
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大尺寸固体氧化物燃料电池的电极过程解析方法 被引量：4
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作者 崔同慧 李航越 +4 位作者 吕泽伟 王怡戈 韩敏芳 孙再洪 孙凯华 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第8期42-50,共9页
电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)作为一种原位/非原位的电化学表征技术,在固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)尤其是小尺寸电池的研究中得到了广泛应用,而工业大尺寸电池的EIS研究较少且大多基... 电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)作为一种原位/非原位的电化学表征技术,在固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)尤其是小尺寸电池的研究中得到了广泛应用,而工业大尺寸电池的EIS研究较少且大多基于小尺寸电池的研究结果。本文对工业尺寸(10 cm×10 cm)阳极支撑平板式SOFC搭建了EIS测试系统,并改变电池运行温度、阳极/阴极气体组分,对该电池进行了系统的EIS测试,而后采用不基于先验假设的弛豫时间分布法(Distribution of Relaxation Times,DRT)对EIS数据进行解析。通过比较分析不同条件下的DRT结果,揭示了DRT中各特征峰与电池中具体电极过程的对应关系。与小尺寸电池相比,由于大尺寸电池的有效面积较大且入口流量较小,气体转化过程在大尺寸电池中不容忽视。本文通过解析EIS实现了对工业大尺寸SOFC单电池中各项电极过程的分辨,该方法及结果能够进一步应用于SOFC原位表征、在线监测以及衰减机理等相关研究。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 电化学阻抗谱 弛豫时间分布 大尺寸
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