PMMA造孔剂对固体氧化物电解池制氢性能影响.pdfVIP

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2017-09-13 发布于重庆
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PMMA造孔剂对固体氧化物电解池制氢性能影响.pdf

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第 26 卷第 8 期无机材料学报 Vol. 26 No. 8 2011 年 8 月 Journal of Inorganic Materials Aug., 2011 文章编号: 1000-324X(2011)08-0807-06 DOI: 10.3724/SP.J.1077.2011.00807 PMMA 造孔剂对固体氧化物电解池制氢性能的影响于波, 张文强, 梁明德, 张平, 徐景明 (清华大学核能与新能源技术研究院, 北京 102201) 摘要: 针对目前常规高温固体氧化物电解池(SOEC) 阴极材料水蒸气扩散阻力大、极化能量损失高和稳定性差的不足, 本研究采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)造孔剂对 SOEC 阴极材料进行了微观结构调整和优化, 以提高其电解过程制氢性能和耐候性. 实验结果表明: 采用 PMMA 造孔剂可以显著降低水蒸气的扩散阻力, 提高 SOEC 的电解效率和制氢性能. 当PMMA 的添加量为 10wt%时, 阴极材料的孔隙率高达45%, 孔形规整圆形, 分布均匀, 孔径约为 10 μm. 微观结构改进后, 阴极的电导率为6726 S/cm, 运行稳定, 具有较高的机械强度. 当电解温度为850℃, 电压 1.3V 时, 与采用淀粉造孔剂的 SOEC 相比, 采用PMMA 造孔剂的 SOEC 在运行过程中水蒸气扩散阻抗降低 50%, 产氢率提高 50%. 关键词: 高温固体氧化物电解池; 核能制氢; 微观结构; 阴极支撑层; 扩散中图分类号: TQ174 文献标识码: A Effect of PMMA Pore Former on Hydrogen Production Performance of Solid Oxide Electrolysis Cells YU Bo, ZHANG Wen-Qiang, LIANG Ming-De, ZHANG Ping, XU Jing-Ming (Institute of Nuclear and New Energy Technology, Tsinghua University, Beijing 102201, China) Abstract: To reduce the diffusion resistance, improve the energy efficiency and extend the life of solid oxide elec- trolysis cells (SOEC), the porosity and microstructure optimization of SOEC cathode support layer were studied. Po- lymethyl methacrylate(PMMA)was added into the cathode as an alternative of starch for pore formation. The experi- menta