固体氧化物电解质膜反应器在非均相催化中的应用

固体氧化物电解质池用作膜反应器 ,可以共生电能和化学产品 ;通过固体电解质电势分析法与动力学测量相结合可进行非均相催化反应机理研究 ;该膜反应器还可用于催化剂活性的电化学改性研究。本文主要从以上

固体氧化物电解质膜反应器中甲烷在Li／TiO2上的氧化偶联

以Li2CO3为锂源,制备了Li/TiO2膜,并用TG-DTA和XRD等技术对其进行了表征,由TG-DTA结果并结合XRD图谱可知,陪烧过程中发生了化学反应,并形成新的物相Li1.33Ti1.66O4。在YSZ固体氧化物电解质反应器中研究了甲烷在Li/TiO2膜上氧化偶联,考查了预混合、电化学两种方式供氧时甲烷分压、反应温度及停留时间等对甲烷转化速率、各产物生成速率和选择性等影响,比较了两种方式供氧时反应速率、目标产物选择性,并基于实验结果对反应机理进行了分析。结果表明,提高甲烷分压和反应温度对甲烷转化速率和目标产物选择性有利;提高预混合时氧分压或电化学供氧时的电流均能使反应速率增大,但CO2生成速率显著增加,导致目标产物选择性减小;在相同的反应温度、甲烷分压和氧通量条件下,电化学供氧时,催化剂膜上氧浓度较大而气相氧浓度较小,甲烷的转化速率及C2选择性明显大于预混合供氧。

用固体氧化物电解质装置对金属溶液进行电解脱氧

用自组装的氧化物 Zr O2 (Mg O)固体电解质电解脱氧装置 ,研究了 142 3～ 1873K范围内铜液和钢液的脱氧反应 ,并对其脱氧反应机制进行了讨论。结果表明 :氧含量为 0 .45 %的铜液 ,经本装置脱氧 70 m in后 ,氧含量可降到 0 .0 3% ,脱氧率达 90 % ;氧含量为 0 .0 0 18%的钢液 ,经本装置脱氧 2 0 min后 ,氧含量可降到 0 .0 0 0 2 % ,脱氧率大于 90 %。这充分证明了该固体氧化物电解质电解脱氧装置的可用性。

溶胶凝胶法制备CeO_2基固体电解质材料及性能表征

以硝酸亚铈和柠檬酸为主要原料,采用溶胶凝胶法制备Ce0.85Sm0.15O1.925电解质材料。用XRD、SEM和电化学交流阻抗谱(EIS)对其表征,研究柠檬酸用量(n值)、热处理温度这两个因素对粉体掺杂效果和电解质导电性能方面的影响。结果表明:相同热处理温度(500℃),n=1.2时,掺杂粉体的晶格常数为0.54321 nm,电解质的σbulk(500℃)可达到0.0072 S·cm-1;相同n值(n=1.0),热处理温度600℃时,掺杂粉体的晶格常数为0.54318 nm,电解质的σbulk(500℃)可达到0.0078 S·cm-1。

高温固体氧化物燃料电池实验演示

介绍一种高效低污染的新型能源——高温固体氧化物燃料电池的工作原理及其演示实验装置

电解质膜反应器中电化学供氧和预混合供氧对甲烷氧化偶合的影响

在固体氧化物电解质膜反应器 ( Ag|YSZ|Ag)中研究了甲烷的氧化偶合 ,比较了电化学供氧和预混合供氧两种方式对反应的影响。结果表明 ,电化学供氧时 ,C2 的生成速率和选择性均高于预混合供氧 ;且随着供氧速率的增加 ,两种供氧方式下 C2 的生成速率和选择性的差异更为明显。电化学供氧时 ,催化剂电极上的活性氧是由O2 - 在催化剂电极上氧化直接产生 ,活性氧种为强键吸附原子氧 O(γ)、弱键吸附原子氧 O(α)和气相原子氧 O( g) ,且 O( γ)和 O( α)按两个平行途径产生。强键吸附原子氧 O( γ)有利于 C2 烃形成 ,弱键吸附原子氧 O( α)

高温固体电解质燃料电池发电装置

1成果介绍及技术指标 将燃料的化学能在电化学电池中直接转化为电能，此电化学电池是由固体氧化物电解质和透气性电极所构成。燃料气导向电池的一个电极，而氧化剂（空气）导向另一个电极。单电池的电动势约1．0V。通过单电池在电池堆内的不同连接，以保证获取必要的电压和功率。发电装置完全自动化，可以长期无人操作。

Al_2O_3掺杂方式对Ce_(0.8)Sm_(0.2)_(1.9)电解质结构和性能的影响

研究了Al_2O_3掺杂方式对Ce_(0.8)Sm_(0.2)_(1.9)(SDC)材料性能的影响。用XRD、SEM、XEDS和热膨胀系数仪等检测手段对样品的晶体结构、力学、热学、显微结构和微区元素进行检测分析。结果表明:采用低温燃烧一步合成法制备的样品其力学性能、烧结性和离子电导率均优于采用铝溶胶直接添加法所制备的样品,其主要原因在于铝溶胶直接添加法会在SDC材料中产生残留Al_2O_3,并富集在晶界处形成晶界夹杂,阻碍了氧离子迁移。

过渡金属离子对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)电解质离子导电性的影响

本文研究了掺杂过渡金属离子(Ni^(2+)、Cu^(2+)、V^(5+)、Mn^(2+))对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)材料离子导电性的影响。用电化学阻抗谱、SEM、XEDS等检测手段对样品的离子导电性、显微结构和微区元素进行了检测分析,并对影响机理进行了探讨。结果表明:掺杂过渡金属离子对SDC电解质材料的离子电导率有不同程度的影响,且主要是对晶界离子电导率产生较为显著的影响。Ni、Cu对SDC晶界离子电导率的提高相对较为显著,从而导致其对宏观离子电导率的提高也较为显著;其它过渡金属离子和铝离子对SDC电解质晶界离子电导率提高作用相对较小,故而对其宏观离子电导率的提高作用也较小。

过渡金属氧化物对Sm掺杂氧化铈材料烧结行为及性能的影响

本文研究了掺杂过渡金属氧化物(NiO、CuO、V_2O_5、MnO)对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)材料烧结行为、力学和热学性能的影响。结果表明:掺杂过渡金属离子可以在不同程度上促进SDC电解质材料的烧结,提高SDC电解质材料力学性能,但对材料热膨胀系数的影响相对较小。其中,NiO、CuO对SDC材料烧结行为和力学性能的影响较为显著。

过渡金属氧化物对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)晶体结构的影响

以低温燃烧合成工艺制备掺杂粉体,研究过渡金属氧化物(NiO,CuO,MnO_2,V_2O_5等)对Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)电解质晶体结构的影响。用XRD,SEM,TEM等检测方法,表征Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)粉体掺杂过渡金属氧化物后晶体结构发生的变化。结果表明:SDC晶体掺杂过渡金属后,晶格发生不同程度膨胀,其中,掺杂NiO和CuO对SDC晶格产生的膨胀效果最为显著。SDC晶体结构的变化,必将引起其离子导电性、热学性能等重要性能的变化。

管式SO-DCFC的制备及特性研究

固体氧化物直接碳燃料电池(SO-DCFC)因其燃料适应性广、能量转化效率高、污染物排放低等优势,被认为是一种具有广泛应用前景的发电装置。以8%氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质,通过提拉YSZ浆料制备了一种管式SO-DCFC,分析了浆料配比对SO-DCFC性能的影响,并利用X射线衍射、扫描电镜分析SO-DCFC的微观结构。利用脱灰半焦作为SO-DCFC的燃料,分析了电池的电化学特性。结果表明该SO-DCFC在850℃时开路电压达到0.8V左右,最大功率密度达到22 mW/cm^2,最大电流密度达到137 mA/cm^2。

SrCe_(0.95)Y_(0.05)O_(3-δ)在中温区的电化学性质及其在常压合成氨中的应用

SrCe0 .95Y0 .0 5O3 -δ是一种高温质子导体 ,本研究采用溶胶 -凝胶法合成了SrCe0 .95Y0 .0 5O3 -δ纳米粉体 ,并以该粉体烧制得固体复合氧化物电解质陶瓷 ,测定了其在中温区间 ( 4 0 0～ 60 0℃ )的电导率 ,结果表明不同气氛对其电导率有很大影响 .用该陶瓷在固态质子传导电池中常压下以氮气和氢气为原料合成了氨 ,并研究了影响氨合成的关键因素 ,确定了合适的工作温度 ,在常压下 480℃时氨的产率可达 10 -9mol/(s·cm-2 )以上 .

日本开发高能量密度全固态锂电池用正极厚膜

据Phys.org网站2018年9月5日消息,日本丰桥技术科学大学利用气溶胶沉积法,在石榴石型氧化物固体电解质上制备了钒酸锂（LVO）正极厚膜.气溶胶沉积法是一种室温条件下的膜制备工艺,其依靠陶瓷颗粒不断冲击基体并结合在一起,可避免高温热处理时电解质与正极之间的不良副反应.

还原剂对低温燃烧合成Ce_(0.85)Sm_(0.15)O_(1.925)粉体性能的影响

低温燃烧合成法是新兴的制备纳米粉体的工艺,在制备固体氧化物电解质方面有着很好的应用前景。对低温燃烧合成工艺中不同还原剂对粉体性能的影响进行了研究。分别用甘氨酸和尿素作还原剂制备Ce0.85Sm0.15O1.925粉体,以固相法粉体为参照,通过红外光谱、XRD,SEM等检测方法,从粉体的掺杂效果和烧结活性两方面进行比较。结果发现:用甘氨酸作还原剂制备的Ce0.85Sm0.15O1.925粉掺杂效果良好,晶格常数为0.5431 nm;晶粒细小,平均晶粒尺寸为5.8 nm;烧结活性良好,在1200℃即可达到较高致密度,烧结体晶界洁净,晶粒尺寸均匀适中。