交叉极化阻抗继电器的特性分析

对距离保护中交叉极化阻抗继电器的工作特性进行了详细分析 ,说明了交叉极化阻抗继电器在消除过渡电阻影响方面的特殊性能 ,并提出了一种交叉极化电压的具体构成方法。

线性极化阻抗在10Cr_2AlMoRe钢的耐海水腐蚀性能测试中的应用

１０Ｃｒ２ＡｌＭｏＲｅ钢是具有良好的耐海水腐蚀性能的一个钢种。在研究该钢种的耐蚀性时，可以采用线性极化技术来测试极化阻抗，这线性极化技术是一个评价钢种耐蚀性的方法，与实海一年的挂片（失重法）的结果较为一致。

Co掺杂La_(1.5)Ca_(0.5)NiO_(4+δ)阴极材料的电化学性能

采用溶胶凝胶法合成一种Ruddlesden-Popper(R-P)型富钴的新型层状钙钛矿型阴极材料La_(1.5)Ca_(0.5)Ni_(0.2)Co_(0.8)O_(4+δ)(LCNC),并进行了电化学性能测试。结果表明,LCNC在空气中400~800℃下的电导率为4~58 S/cm,优于多数SOFC阴极材料;在800℃下测得对称电池LCNC|LSGM|LCNC的极化阻抗为0.16Ω·cm^(2),该电极基于300μm厚La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)支撑的单电池的最大功率密度为527 mW/cm^(2),且连续工作50 h后单电池性能仅略微衰减;LCNC是一种具有潜力的SOFC阴极材料。

磷酸铁锂动力电池阻抗谱参数分析

以电动汽车用动力锂离子电池为测试对象,通过等效电路拟合实际测量的电化学阻抗曲线来分析电池电极系统的动力学过程,并选取等效电路模型在不同荷电状态下的参数分析不同交流阻抗组份及阻抗特性对电池充放电特性的影响.结果表明:基于阻抗谱测试得到的等效电路模型参数有利于得出更高精度的电池电荷转移阻抗以及扩散阻抗,并且较好地区分电化学极化和浓差极化,可以用于分析不同温度和不同荷电状态的电池充放电性能.

暂态边界电压法在线测试全钒液流电池阻抗

国内首次采用暂态边界电压法在线研究了全钒液流电池(VRB)的特性,建立了由电压源、电阻以及一个电阻与电容并联的3部分串联而成的等效电路模型;研究了电流密度和荷电状态(SOC)对等效电路元件的影响。实验结果表明,极化阻抗随电流密度的增加有轻微下降,在充电初期和放电末期达到最大值。与极化阻抗相比,充、放电过程中的欧姆阻抗最大,是导致电压损失的主要因素,分别为1.905Ω.cm2和2.139Ω.cm2,暂态边界电压法是一种简单且有效的表征全钒液流电池性能的新方法。

Ni掺杂Sm_(x)Sr_(1-x)Fe_(y)Co_(1-y)O_(3-δ)阴极材料的制备与表征

采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极粉体Sm_(0.1)Sr_(0.9)Fe_(0.2)Co_(0.8)O_(3-δ)(SSFC)和Sm_(0.1)Sr_(0.9)Fe_(0.2)Co_(0.7)Ni_(0.1)O_(3-δ)(SSFCN)。通过X射线衍射(XRD)技术分析阴极材料的晶体结构,并通过扫描电子显微镜(SEM)来分析材料的组分。同时制备电解质Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(2-δ)(GDC),构建对称电池SSFC|GDC|SSFC、SSFCN|GDC|SSFCN运用交流阻抗技术记录界面极化行为。结果表明:阴极粉体与GDC在900℃无相互作用,均呈现单一物相;B位掺杂Ni可以降低阴极的极化电阻。

电解质表面微结构对固体氧化物燃料电池的阴极极化电阻的影响

在固体氧化物燃料电池(SOFC)中,电解质对阴极界面极化电阻(Rc)有着显著影响。通过测量以Sm0.2Ce0.8O2-δ(SDC)为电解质、(La0.85Sr0.15)0.9Mn O3-δ(LSM)和La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3-δ(LSCF)为阴极的对称电池的交流阻抗谱,研究SDC电解质表面微结构(晶粒大小和晶界长度)对Rc的影响。通过改变烧结温度和时间,制备出具有不同晶粒尺寸和晶界密度的电解质。通过SEM得到微结构参数,建立Rc与这些参数的联系。结果发现,随着晶粒尺寸的减小、晶界密度的增加,Rc明显降低。此外,对于LSM电极,晶界密度的增加,促进了阴极反应的氧离子传导。

Cu掺杂Ca_(3)Co_(4)O_(9+δ)中温固体氧化物燃料电池阴极材料

采用固相法制备了Ca_(3)Co_(4-x)Cu_(x)O_(9+δ)(x=0,0.1,0.3,0.5)阴极材料,研究了Cu离子掺杂对材料的物相组成、电极微观形貌、电化学性能、热膨胀系数、电导率及单电池输出性能的影响。结果表明:在900℃的煅烧合成温度下,未掺杂与Cu掺杂量为x=0.1的生成产物具有相同单一物相晶体结构(JCPDS 21-0139),Cu掺杂使晶胞参数略有增加。掺杂量为x=0.1的阴极膜层呈现出最疏松多孔状态,有利于氧气在阴极的扩散传输,相应的极化阻抗最小(700℃时极化阻抗为0.85Ω·cm^(2),为未掺杂的42.9%),可以高效地催化氧气在阴极处的还原反应,而且具有最高的电子电导率(相比未掺杂的提高了1.6倍),提升了阴极反应过程中的电荷转移效率。采用Ca_(3)Co_(3.9)Cu_(0.1)O_(9+δ)为阴极的单电池输出性能明显优于其他组分作为阴极时的性能(700℃时功率密度峰值约为79 mW·cm^(-2),为未掺杂的1.9倍)。因此,Cu掺杂的Ca_(3)Co_(4)O_(9+δ)具有作为中温固体氧化物燃料电池阴极材料的应用潜力。

La1-xBaxFeO3钙钛矿结构SOFC阴极材料的制备与性能研究

采用固相反应法制备了Ba离子掺杂的La1-xBaxFeO3 (x = 0, 0.2, 0.35, 0.5, 0.65)系列阴极材料,研究了系列阴极材料的结构、热膨胀行为、电导率及催化活性等阴极工作特性。Ba元素掺杂阴极材料为立方钙钛矿结构,具有良好的稳定性,与电解质有良好的化学兼容性。La1-xBaxFeO3 (x = 0.2, 0.35)与电解质的热膨胀性能比较接近,热膨胀系数匹配良好。高温电导率测试结果表明随着Ba掺杂比例的提升电导率也随之增加,最大电导率为45.5 S•cm−1。La0.5Ba0.5FeO3在整个测试温度范围内拥有最优的ASR值(0.071 Ω cm2)。Ba元素的掺入对基体LaFeO3材料作为中温固体燃料电池阴极性能起到了积极促进作用,La0.5Ba0.5FeO3是该掺杂系列中综合性能最优异的材料,有望成为IT-SOFC阴极候选材料。

新型中温SOFC阴极Ba_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.9)Nb_(0.1)O_(3-δ)的制备与性能研究

采用固相反应法合成了中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阴极材料Ba0.6Sr0.4Co0.9Nb0.1O3-δ(BSCN)。利用XRD对该材料的结构进行了表征。研究表明,室温下阴极材料BSCN成立方相结构(Pm-3m);将该阴极材料与电解质Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC)混合,并在1 000℃煅烧10h后,它们之间无化学反应发生。在SOFCs的操作温度(600～800℃)下,BSCN阴极的电导率可达21～27S/cm。热膨胀测试表明,BSCN的热膨胀系数为17.0×10-6/K,明显低于SrCo0.9Nb0.1O3-δ(SCN)的热膨胀系数,这有利于提高阴极与电解质GDC间的热匹配性。以BSCN作电极,GDC作电解质,制备对称电池BSCN/GDC/BSCN,研究电极与电解质间的极化阻抗。750℃时,极化阻抗仅为0.026Ω.cm2。以BSCN作阴极,NiO-SDC(NiO-Ce0.8Sm0.2O1.9)作阳极,300μm厚的GDC作电解质,制备单电池BSCN/GDC/NiO-SDC。800℃时,单电池的最大功率密度可达782mW/cm2。以上结果表明,BSCN有望成为中温固体氧化物燃料电池阴极的候选材料。

中温SOFC复合阴极材料BSCN0.6-30%GDC的表征

通过固相反应法制备了钙钛矿氧化物 Ba0.6 Sr0.4 Co0.9 Nb0.1 O3-δ（简称 BSCN0.6）,采用 XRD对 BSCN0.6与Gd0.1 Ce0.9 O1.95（简称 GDC）电解质间的高温化学相容性进行表征。结果表明,BSCN0.6与 GDC高温煅烧后存在微弱的固溶反应,但并未对阴极性能造成不利影响。将 BSCN0.6与质量分数为30%的 GDC 复合（简称 BSCN0.6-30%GDC）后作 SOFC阴极,采用四电极法测电导、热膨胀测试等手段对复合阴极进行表征。结果表明,BSCN0.6与 GDC复合降低了材料的电导率,同时也降低了材料的热膨胀系数,提高了阴极与 GDC电解质间的热匹配性。以 BSCN0. 6-30%GDC复合材料作电极,700~800℃时对称电池 BSCN0.6-30%GDC//GDC 的极化阻抗为0.047~0.012Ω· cm2。因此,BSCN0.6-30%GDC复合材料有望作 IT-SOFC的低极化阻抗的阴极材料。

一种基于十八胺的新型复配缓蚀剂的成膜性能

研究了一种基于十八胺的新型复配缓蚀剂在低温和高温下的成膜效果,与传统的纯十八胺和纯咪唑啉成膜缓蚀剂进行了对比。利用高压釜模拟现场水汽环境,进行挂片试验。通过憎水性试验、硫酸铜点滴试验、电化学阻抗测量和电镜扫描等手段,综合评价试片的成膜效果和保护膜的耐蚀性;通过气相色谱-质谱GC-MS分析复配缓蚀剂挂片试验后的分解产物。结果表明,该复配缓蚀剂在低温和高温下均有良好成膜效果,其高温分解产物中不含低分子有机酸等有害物质。该缓蚀剂适用于生产实际,具有重要的应用价值。

蛋白质黏附对镍铬合金在人工唾液中腐蚀行为的影响

目的研究两种不同蛋白质黏附对镍铬合金在人工唾液中腐蚀行为的影响。方法实验组中选择小牛血清蛋白(BSA)和溶菌酶(LSZ)作为目标蛋白,分别与人工唾液混合制成不同浓度的试剂,对照组选择纯人工唾液(AS),将镍铬合金试件分别浸泡在实验组与对照组溶液中24 h,通过测量动电位极化曲线进行拟合,得到电化学腐蚀参数值,包括腐蚀电流值(Icorr)、极化阻抗值(Rp)、破钝电位值(Ebr),以此观察蛋白质黏附对材料腐蚀行为的影响及其与浓度的相关性。结果BSA组与对照组中测得腐蚀电流值(Icorr)从小到大依次为1%BSA、0.1%BSA、AS、0.01%BSA(P<0.05),极化阻抗值(Rp)从小到大依次为AS、0.01%BSA、0.1%BSA、1%BSA(P<0.05),破钝电位值(Ebr)从小到大依次为AS、0.01%BSA、0.1%BSA、1%BSA(P<0.05);LSZ组与对照组中测得腐蚀电流值(Icorr)从小到大依次为AS、0.22%LSZ、0.022%LSZ(P<0.05),极化阻抗值(Rp)从小到大依次为AS、0.022%LSZ、0.22%LSZ(P<0.05),破钝电位值(Ebr)从小到大依次为AS、0.022%LSZ、0.22%LSZ(P<0.05)。结论镍铬合金经蛋白溶液作用后,极化阻抗值及破钝电位均显著升高,且蛋白浓度越高,极化抗阻值和破钝电位值升高越显著。

中温固体氧化物燃料电池层状钙钛矿阴极材料PrBaCo_2O_(5+x)的研究

为研究PrBaCo2O5＋x（PBCO）层状钙钛矿阴极材料作中温固体氧化物燃料电池阴极的可行性,通过溶胶凝胶法制备出该材料,并对材料的晶体结构、电导率、热膨胀以及电化学性能进行表征。XRD分析结果表明：PBCO的晶体结构属于斜方晶系。300~850℃时,PBCO的电导率可达1310~3315S·cm^-1,远高于SOFC电极的电导率标准（100S·cm^-1）。热膨胀测试表明,PBCO的热膨胀系数较高,30~1000℃的平均热膨胀系数（TEC）为21.5×10^-6K-1。以PBCO作电极,Sm0.2Ce0.8O1.9（SDC）作电解质,700~800℃温区内,对称电池PBCO//SDC的极化阻抗为0.089~0.029Ω·cm^-2。最后,以PBCO作阴极,300μm厚SDC作电解质,制备PBCO/SDC/NiO-SDC单电池,800℃时单电池的最大功率密度可达680mW·cm^-2。因此,PBCO氧化物有望作中温SOFC阴极的候选材料。

固体氧化物燃料电池阴极材料SrCo_(0.9)Dy_(0.1)O_(3-δ)的制备及电性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料SrCo0.9Dy0.1O3-δ(SCDO),并对其电性能进行了研究。研究结果表明,SCDO为立方钙钛矿结构,SCDO的电导率在工作温度范围内高于600S/cm,满足中温固体氧化物燃料电池对阴极材料电导率的要求;温度的升高降低了电池的欧姆阻抗和电极的极化阻抗,较高的电导率和较低的极化电阻提高了电池的功率输出;在800℃,SCDO电极材料的极化阻抗仅为0.18Ω·cm2,功率密度达到433mW/cm2。

金属腐蚀探测技术及其应用

地下金属管及建筑物中的钢筋发生腐蚀不仅导致重大经济损失，而且还可引发环境污染，并孕育安全事故隐患。为此，必须要对金属物体发生腐蚀的区段实施防腐工程。为做到准确施工，必须在施工前查明腐蚀区段的分布，并确定其位置。物探中的许多方法，如电化学方法、电阻率法和电磁法等均可在不破坏介质的情况下，快速探测出金属物体的腐蚀区段，为防腐工程提供腐蚀定位资料。此外，还介绍了由上述物探方法演变而成的金属腐蚀探测技术及其在国外的应用实例。

Ni浸渍的LST-SSZ复合阳极及其直接甲烷固体氧化物燃料电池研究

La0.2Sr0.8TiO3(LST)对于直接甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池而言是一种具有潜力的阳极材料。本研究采用传统的固相反应法合成了LST粉体,按照质量比5:5混合LST和Sc0.1Zr0.9O2(SSZ)粉体,以此复合阳极材料制备对称电池并测试其极化阻抗。在氢气气氛中700、750和800℃时阳极极化阻抗分别为5.3、3.0以及2.0Ω·cm2。鉴于LST的电导率较低,我们通过浸渍工艺加入10wt%的Ni来提高复合阳极的电导率和催化活性,复合阳极测得的极化阻抗明显减小。以10wt%Ni-LST-SSZ作为阳极材料制备出的阴极支撑型单电池,其在氢气和甲烷中的最大功率密度分别可达到225 m W/cm2和175 m W/cm2,并且在甲烷燃料中放电时表现出了较好的稳定性。

A位缺位双钙钛矿Sr1.85MgMoO6-δ阳极的电化学性能

通过溶胶凝胶法在H2(体积分数5%)/Ar气氛中合成双钙钛矿氧化物Sr1.85MgMoO6-δ,采用XRD对其进行了结构稳定性表征。结果表明,Sr1.85MgMoO6-δ经高温氧化处理,其结构与相成分未发生明显变化,充分证明其良好的结构稳定性。电导率和热重结果表明,引入Sr缺位可有效提高材料在H2下的电子电导率,并增大晶格中氧空位浓度,有利于电子和氧离子在阳极区的快速输运。电化学阻抗谱测试发现,温度为700~800℃时,Sr1.85MgMoO6-δ阳极在H2中的极化阻抗(2.26~0.56Ω·cm^2)要远小于Sr2MgMoO6-δ阳极的极化阻抗(4.80~1.96Ω·cm^2),这主要是由于Sr缺位提高了阳极的离子和电子输运能力的原因。研究结果表明,Sr1.85MgMoO6-δ双钙钛矿材料是一种非常有潜力的中温固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极材料。

Ce掺杂LaFeO_(3)燃料电池阴极材料的制备与电化学性能研究

以La(NO_(3))_(3)·6H_(2)O,Ce(NO_(3))_(3)·9H_(2)O,Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O等为原料,采用溶胶-凝胶法制备了LaFe_(1-x)Ce_(x)O_(3-δ)阴极材料,通过XRD,SEM进行了物相形貌表征,并进行了热膨胀系数、电导率及电化学交流阻抗的测试.结果表明:所制样品均为正交钙钛矿相,Ce的掺杂使LaFeO_(3)晶粒发生了明显的细化,且随着Ce掺杂量的增加,其热膨胀系数逐渐增加而极化阻抗逐渐减小,当掺杂量为0.1时极化阻抗降到0.909Ω·cm^(2).

中温固体氧化物燃料电池阴极材料LaFe1-xCuxO3-δ的制备与性能研究

采用柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法合成了LaFe1-xCuxO3-δ(LFC)阴极粉体和Gd0.1Ce0.9O2-δ(GDC)电解质粉体,构建了对称固体氧化物燃料电池LFC/GDC/LFC。利用X射线衍射法(XRD)研究LFC材料的物相结构以及与电解质GDC的化学相容性,采用直流四端子法测试了阴极的电导率,采用交流阻抗法记录界面极化行为,通过扫描电子显微镜(SEM)观察对称电池的断面微观结构。结果表明:合成的LFC粉体(x≤0.2)均呈现单一的钙钛矿结构,且与电解质GDC在低于900℃具有良好的化学相容性;B位掺杂Cu元素能够提高阴极材料的电导率,700℃左右在x=0.2时其电导率最大为104 S·cm^-1;极化阻抗随着Cu^2+掺杂量的增加而减小,x=0.2时在750℃空气气氛下的电极与电解质间的极化阻抗Rp最小为0.237Ω·cm^2。