管状电解质支撑型固体氧化物燃料电池(SOFC)具有稳定性高、电极选择范围广、易封接等优点,很适合应用于直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)现阶段的基础研究中。为实现管状电解质支撑型SOFC的便捷制备,本研究开发了管状YSZ(钇稳定化氧化...管状电解质支撑型固体氧化物燃料电池(SOFC)具有稳定性高、电极选择范围广、易封接等优点,很适合应用于直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)现阶段的基础研究中。为实现管状电解质支撑型SOFC的便捷制备,本研究开发了管状YSZ(钇稳定化氧化锆)电解质支撑膜的浸渍法制备工艺。组装了电极材料为Ag-GDC(钆掺杂氧化铈)的电解质支撑型SOFC单电池。测试了单电池分别以加湿氢气和担载5%(w,质量分数)Fe的活性炭为燃料,环境空气为氧化剂的电性能。电池的开路电压接近理论值,且扫描电镜分析结果表明电解质膜致密。单电池以活性碳为燃料在800°C取得了280 m W?cm^(-2)的最大功率密度,接近其以加湿氢气为燃料的330 m W?cm^(-2)。交流阻抗谱结果表明YSZ电解质的欧姆电阻是影响电池性能的主要原因。DC-SOFC以恒电流1 A放电,运行了2.1 h,燃料利用率为36%。DC-SOFC二次装载碳燃料后的电性能几乎与初次的性能一样,表明制备的YSZ电解质支撑膜可稳定的应用于DC-SOFCs中。分析了DC-SOFC放电过程中电性能衰减的机制。展开更多
直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)以固体碳为燃料,具有全固态结构,是一种潜在的清洁高效发电装置。设计和开发合适的阳极材料对于DC-SOFC的应用具有重要意义。在本研究中,将La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)-δ-Ce_(0.8)Gd_(0...直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)以固体碳为燃料,具有全固态结构,是一种潜在的清洁高效发电装置。设计和开发合适的阳极材料对于DC-SOFC的应用具有重要意义。在本研究中,将La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)-δ-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)(LSCM-GDC)复合阳极应用于以La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3)-δ为电解质的DCSOFCs中,电池中所用的碳燃料为油茶壳生物质炭。以LSCM-GDC为阳极的DC-SOFC在800℃时具有221 m W/cm^(2)的最大功率密度,低于常用的Ag-GDC电池的300 m W/cm^(2)。但通过离子浸渍工艺向LSCM-GDC阳极中引入Ni纳米颗粒后,最大功率密度显著提高至425 m W/cm^(2)。恒电流放电测试结果表明LSCM-GDC阳极在DC-SOFC中的稳定性很好,LSCM-GDC复合电极是DC-SOFCs的一种理想阳极材料。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(21276097,21567008,21263005)Special Funds of Guangdong Province Public Research and Ability Construction,China(2014A010106008)+1 种基金Guangdong Innovative and Entrepreneurial Research Team Program,China(2014ZT05N200)Program of Excellent Ph.D Thesis Authors of Guangdong Province,China~~
文摘管状电解质支撑型固体氧化物燃料电池(SOFC)具有稳定性高、电极选择范围广、易封接等优点,很适合应用于直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)现阶段的基础研究中。为实现管状电解质支撑型SOFC的便捷制备,本研究开发了管状YSZ(钇稳定化氧化锆)电解质支撑膜的浸渍法制备工艺。组装了电极材料为Ag-GDC(钆掺杂氧化铈)的电解质支撑型SOFC单电池。测试了单电池分别以加湿氢气和担载5%(w,质量分数)Fe的活性炭为燃料,环境空气为氧化剂的电性能。电池的开路电压接近理论值,且扫描电镜分析结果表明电解质膜致密。单电池以活性碳为燃料在800°C取得了280 m W?cm^(-2)的最大功率密度,接近其以加湿氢气为燃料的330 m W?cm^(-2)。交流阻抗谱结果表明YSZ电解质的欧姆电阻是影响电池性能的主要原因。DC-SOFC以恒电流1 A放电,运行了2.1 h,燃料利用率为36%。DC-SOFC二次装载碳燃料后的电性能几乎与初次的性能一样,表明制备的YSZ电解质支撑膜可稳定的应用于DC-SOFCs中。分析了DC-SOFC放电过程中电性能衰减的机制。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(51564019)the Doctoral Scientific Research Foundation of Jiang-xi University of Science and Technology
基金Project(51704130)supported by the National Natural Science Foundation of ChinaProject(GK-201905)supported by the Research Fund of State Key Laboratory of Rare Metals Separation and Comprehensive Utilization,ChinaProject(jxxjbs16026)supported by the Doctoral Scientific Research Foundation of Jiangxi University of Science and Technology,China
基金Project(2019YFC1907405)supported by the National Key R&D Program of ChinaProject(GJJ200809)supported by the Education Department Project Fund of Jiangxi Province,ChinaProject(2020BAB214021)supported by the Natural Science Foundation of Jiangxi Province,China。
文摘直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)以固体碳为燃料,具有全固态结构,是一种潜在的清洁高效发电装置。设计和开发合适的阳极材料对于DC-SOFC的应用具有重要意义。在本研究中,将La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)-δ-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)(LSCM-GDC)复合阳极应用于以La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3)-δ为电解质的DCSOFCs中,电池中所用的碳燃料为油茶壳生物质炭。以LSCM-GDC为阳极的DC-SOFC在800℃时具有221 m W/cm^(2)的最大功率密度,低于常用的Ag-GDC电池的300 m W/cm^(2)。但通过离子浸渍工艺向LSCM-GDC阳极中引入Ni纳米颗粒后,最大功率密度显著提高至425 m W/cm^(2)。恒电流放电测试结果表明LSCM-GDC阳极在DC-SOFC中的稳定性很好,LSCM-GDC复合电极是DC-SOFCs的一种理想阳极材料。
基金Project(20192BAB216015)supported by the Science and Technology Program of Jiangxi Province,ChinaProjects(GJJ180464,GJJ171499)supported by the Science and Technology Program of Education Department of Jiangxi Province,China+2 种基金Project(jxxjbs17057)supported by the Scientific Research Foundation of Jiangxi University of Science and Technology,ChinaProject([2018]50)supported by the Key R&D Programs of Science and Technology Project of Ganzhou City,ChinaProject([2017]179)supported by the Science and Technology Project of Ganzhou City,China。