收藏本站
《第十九届全国高技术陶瓷学术年会摘要集》2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

中温固体氧化物燃料电池铁系阳极催化剂的性能研究

林囿辰  罗凌虹  吴也凡  程亮  石纪军  孙良良  
【摘要】:纳米级铁系过渡金属由于尺寸小,具有较大的比表面积,表面反应活性高,是优良的催化剂,在催化领域占有重要的地位。本研究以8YSZ粉体和PMMA造孔剂为原料,分别采用水系流延法制备多孔YSZ流延片与有机流延法制备YSZ电解质薄膜,经叠压共烧获得多孔YSZ/YSZ薄膜复合基体。通过浸渍法分别在复合基体多孔YSZ层上浸渍了Fe(NO_3)_3、Co(NO_3)_2、Ni(NO_3)_2来制备浸渍阳极SOFC单电池(以LSM+YSZ为阴极)。初步研究了铁系阳极材料的催化性,测试了铁系阳极SOFC单电池在不同温度下的电性能和采用SEM观察了不同催化剂浸渍阳极的形貌。进一步对Co-YSZ和Ni-YSZ阳极的单电池的抗积性能进行了测试与比较。实验结果表明:以H_2为燃料时,在650°C、700°C、750°C、800°C、850°C时测得Ni-YSZ阳极单电池的极化阻抗分别为1.8Ω·cm~2、0.7Ω·cm~2、0.35Ω·cm~2、0.24Ω·cm~2、0.2Ω·cm~2;Co-YSZ阳极单电池的极化阻抗分别为1.07Ω·cm~2、0.51Ω·cm~2、0.25Ω·cm~2、0.2Ω·cm~2、0.2Ω·cm~2;Fe-YSZ阳极单电池的极化阻抗分别为3.02Ω·cm~2、2.22Ω·cm~2、0.81Ω·cm~2、1.02Ω·cm~2、1.25Ω·cm~2,可以将阴极的阻抗视为基本一样,因此浸渍三种不同铁系过渡元素催化剂的SOFC阳极具有明显不同的阻抗,Co-YSZ阳极阻抗最低,Ni-YSZ其次,Fe-YSZ阳极最高。可知钴的催化活性最高。不同温度下电池阻抗数据表明Ni-YSZ和Co-YSZ阳极的阻抗都存在650°C到850°C范围时,阻抗的大小随温度升高而减小;Fe-YSZ在750°C到850°C范围,阻抗的大小随温度的升高反而变大,这是由于在800°C及以上的温度下,浸渍的Fe催化剂纳米颗粒发生团聚使得其催化性能降低,从而使得阳极阻抗反而增大。SME图的比较可知Co、Ni、Fe三种催化剂浸渍阳极中,催化剂的形貌有明显不同。Co的颗粒为多孔蜂窝状,比表面积大,有利于催化反应的进行。以湿乙醇(nH_2O/CH_3CH_2OH=3:1)为燃料时,700°C、750°C、800°C时测得Ni-YSZ阳极单电池的极化阻抗分别为2.39Ω·cm~2、1.16Ω·cm~2、0.64Ω·cm~2;Co-YSZ阳极单电池的极化阻抗分别为1.2Ω·cm~2、1.0Ω·cm~2、0.52Ω·cm~2。在750°C下恒电流下的Co-YSZ单电池衰减率为1%每小时;Ni-YSZ单电池性能衰减迅速。Co-YSZ阳极阻抗仍然最低,可知在乙醇气氛下,钴的催化活性要好于镍。
【作者单位】:景德镇陶瓷大学
【分类号】:O643.36;TM911.4

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹海涛;王保国;;隔膜扩散特性对全钒液流单电池性能的影响[J];电池;2006年01期
2 高鸿波;张耀辉;郭为民;刘江;;实心多孔支撑体全膜化微型固体氧化物燃料电池的制备及性能(英文)[J];硅酸盐学报;2008年09期
3 缑志斌;许世森;程健;;三种流动型式的熔融碳酸盐燃料电池单体性能数值分析[J];中国电机工程学报;2011年29期
4 宗卫正;朱永法;;共压直接成型法制备单腔体固体氧化物燃料电池[J];物理化学学报;2010年04期
5 方海燕;程继贵;杨俊芳;李明玲;;NiO/Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)阳极材料制备及单电池性能[J];材料科学与工程学报;2012年06期
6 项忠晓;泮国荣;徐国峰;赵依;胡桂林;李国能;;基于ANSYS的PEM单电池组装应力分析[J];浙江科技学院学报;2013年01期
7 蒋淇忠,马紫峰,刘振泰,周锦鑫,黄碧纯,林维明;液相进样直接甲醇燃料电池性能研究[J];高校化学工程学报;2001年01期
8 王传岭;白耀辉;丁姣;刘江;;浸渍法制备阳极支撑管式固体氧化物燃料电池[J];电源技术;2011年07期
9 王绍荣,陈文霞,温廷琏,曹佳弟,吕之奕,王大千;中温平板型固体氧化物燃料电池研究[J];电化学;2004年03期
10 隋升,朱新坚,范征宇,曹广益;1kW熔融碳酸盐燃料电池组研制[J];电化学;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 李勇;邵刚勤;史晓亮;段兴龙;孙鹏;王天国;;平板式固体氧化物燃料电池单电池的研制[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
2 李成新;宁先进;李长久;;热循环对金属陶瓷支撑型管状固体氧化物燃料电池输出特性的影响[A];第五届全国表面工程学术会议论文集[C];2004年
3 王绍荣;聂怀文;王文;曹佳弟;温廷琏;吕之奕;王大千;;中温平板型固体氧化物燃料电池堆的研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
4 王绍荣;聂怀文;曹佳弟;温廷琏;吕之奕;王大千;;中温平板型固体氧化物燃料电池堆的研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集稀土专辑[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 韩良华;新型燃料电池单电池在宜问世[N];宜兴日报;2010年
2 中道;北京街头手机店损招揭密[N];中国经营报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 蒋淇忠;直接甲醇燃料电池的基础研究[D];华南理工大学;2000年
2 廖俊斌;两性离子交换膜的制备、表征及其在钒电池中的应用探索[D];浙江工业大学;2015年
3 凌意瀚;基于固体氧化物燃料电池应用的基础研究[D];中国科学技术大学;2013年
4 孙文平;中低温固体氧化物燃料电池新材料与结构设计及电化学性能研究[D];中国科学技术大学;2013年
5 王志成;基于纳米结构的中低温固体氧化物燃料电池电极的制备和性能研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭桂平;中温固体氧化物燃料电池Ni-GDC阳极结构及单电池性能研究[D];福州大学;2013年
2 钟巍;固体氧化物燃料电池GDC/ESB双层电解质的制备及性能研究[D];中国矿业大学;2016年
3 宗卫正;单气室固体氧化物燃料电池制备工艺的研究[D];清华大学;2010年
4 王美芳;直接甲醇燃料电池单电池数值模拟[D];山东大学;2006年
5 吴曦;质子交换膜燃料电池测试系统设计及单电池建模[D];上海交通大学;2010年
6 谢淑红;中温固体氧化物燃料电池的制备工艺[D];华中科技大学;2004年
7 王剑;高电导率的IT-SOFCs用无机电解质的研究[D];武汉理工大学;2011年
8 刘科;多孔陶瓷支撑型固体氧化物燃料电池研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 王睿;中温固体氧化物燃料电池电极材料的制备和性能研究[D];合肥工业大学;2013年
10 侯明月;中温固体氧化物燃料电池Sr_2Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)电极材料改性研究[D];北京理工大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026