固体氧化物燃料电池阳极材料成份的优化规律.pdfVIP

第30 卷 第 10 期 无 机 材 料 学 报 Vol. 30 No. 10 2015 年10 月 Journal of Inorganic Materials Oct., 2015 文章编号: 1000-324X(2015)10-1043-06 DOI: 10.15541/ji 固体氧化物燃料电池阳极材料成份的优化规律 1 2 1 1 2 1 常希望 , 陈 宁 , 王丽君 , 卞刘振 , 李福燊 , 周国治 (北京科技大学1. 钢铁冶金新技术国家重点实验室; 2. 无机非金属材料系, 北京100083) 摘 要: 本研究借助第一性原理总能量计算法, 针对可能用于固体氧化物燃料电池阳极材料的 3~6 周期金属元素及 其氧化物, 进行了稳定性、电学性能及力学性能等方面的研究。对工作条件下(高温、还原性气氛) 阳极的结构形态、 综合性能等的演化情况进行了研究分析, 得到了金属/氧化物体系体模量、禁带宽度的变化趋势, 及其与稳定性的 关系。结果显示, 位于生成趋势图中部区域的金属/氧化物稳定性适中, 易于发生氧化/还原反应, 可能是阳极工作 条件下综合性能较优的原因, 其中靠近金属区的元素更能为体系提供电子电导和催化活性, 靠近氧化物区的元素 更能为体系提供氧离子并增加稳定性, 这些结果为不同条件下的阳极选择提供了理论指导。 关 键 词: 固体氧化物燃料电池; 阳极材料; 第一性原理; 生成趋势图; 优化规律 中图分类号: TQ174 文献标识码: A Optimization Rule of Anode Materials for Solid Oxide Fuel Cells 1 2 1 1 2 1 CHANG Xi-Wang , CHEN Ning , WANG Li-Jun , BIAN Liu-Zhen , LI Fu-Shen , CHOU Kuo-Chih (1. State Key Laboratory of Advanced Metallurgy, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. Department of Inorganic Nonmetallic Materials, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) Abstract: Based on the first principle total energy calculation method, the structural stability, electronic performance as well as mechanical properties of the 3rd-6th period metals and