沉淀法合成阳极材料NiO及其SOFC性能研究

用硝酸盐-氨水沉淀法合成了NiO纳米粉体,X-射线粉末衍射结果表明样品为面心立方结构,颗粒的平均粒径为25 nm,以此纳米NiO为原料制备NiO-YSZ阳极。在NiO-YSZ阳极上用离心沉积方法制备了一层10μmYSZ薄膜,扫描电子显微镜测试结果表明阳极和电解质薄膜之间接触良好。采用La0.7Sr0.3MnO3-YSZ阴极,单电池在800℃时的最大比功率为0.72 W/cm2,测试结果还表明该阳极具有合适的孔隙率,说明采用硝酸盐-氨水沉淀法合成的NiO可以制备固体氧化物燃料电池的阳极。

阳极对YSZ薄膜SOFC性能的影响

研究了两种阳极对YSZ薄膜固体氧化物燃料电池(SOFC)性能的影响。NiO-YSZ阳极和NiO-SDC-YSZ阳极支撑的YSZ薄膜电池,在800℃时的开路电压分别为1.09 V和0.87 V,最大功率密度分别为0.86 W/cm2和0.16 W/cm2。NiO-SDC-YSZ阳极电池的电极总阻抗比NiO-YSZ阳极电池的高出58%。

NiO-YSZ/YSZ复合梯度材料制备工艺与性能

探索了以NiO和YSZ微粉为原料,采用干压成型的方法制备NiO-YSZ/YSZ复合材料的工艺过程.实验结果表明:随着NiO含量的减少,实验样品收缩率和相对密度均逐渐增加;当NiO含量从46%(体积分数,下同)降为30%时,1400℃,1 h下得到的样品收缩率由17.6%逐渐增至21.8%,相对密度由64.04%增至75.93%;1450℃,2 h下得到的样品收缩率则由21.2%逐渐增至23.3%,相对密度也由66.9%增至74.2%.选用1400℃,1 h的烧结工艺能得到晶粒大小均匀,晶粒尺寸较小的复合材料.各复合层的收缩率差值在1%以上,即可造成不同程度的翘曲.要以干压成型制备NiO-YSZ/YSZ复合梯度材料,3层复合是远远不够的.复合梯度材料较好地改善电极与电解质间的界面接触状态,为其在燃料电池上的应用奠定了基础.

Sol-gel法合成La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)电解质及其电池性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了中温固体电解质镓酸镧La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)粉体材料。差式扫描量热重分析(DSC–TGA)以及X-射线粉末衍射(XRD)证实经1 250℃热处理3 h后,LSGM粉体具有单一ABO3钙钛矿结构;能量散射X射线谱(EDX)检测结果表明粉体没有其他杂质元素;扫描电子显微镜法(SEM)和激光散射粒度分布分析表明平均粒径为0.9μm。采用LSGM作为电解质,阳极为Ni/GDC材料,阴极为LSCM/GDC材料,并用离心法成膜工艺组装成SOFC单电池,测量其输出特性和阻抗谱等性能。SEM表明在阳极支撑体上制备的37μm厚的LSGM电解质膜高温烧结后与阳极的接触良好。单电池在800℃的最大功率密度为0.89 W/cm2,电化学测试表明电池开路电压高于1.0 V,说明sol-gel法合成的LSGM可以成功地应用于SOFC的电解质。