LSM与LSM-CGO复合阴极的制备及其极化特性的研究.pptVIP

结 论 采用溶胶-凝胶法制备LSM阴极，400℃预烧2h可使有机物充分分解，在1000 ℃烧结后可完全转变为稳定单一的钙钛矿结构，所得粉体的粒径在50-100nm之间。采用GNP法合成了超细CGO粉体，得出最佳的G/Mn+比例为1.7，制得粉体的粒径在10-20nm。 溶胶-凝胶法制备的LSM阴极涂层具有较高的活性，900℃时，涂覆10次、15次时的RE分别为1.54Ωcm2、1.09Ωcm2。在一定厚度范围内，增加LSM溶胶的涂覆次数可有效降低阴极极化；增加电解质表面粗糙度，可有效增加TPB，从而显著降低阴极极化。 结 论 对A型复合阴极的电性能表明，随CGO含量的增加，阴极极化先增大后降低再增大，CGO含量为60wt％时极化最小，800℃时其RE为4.02Ωcm2 。 B型复合阴极，即在LSM阴极和YSZ之间制备多孔的CGO颗粒层，可以非常有效地降低阴极极化。800 ℃时RE降至2.1Ωcm2 谢谢 YSZ/CGO LSM溶胶 YSZ/LSM-CGO B型 多次循环 A型 d A型复合阴极涂层断面的能谱分析 A型复合阴极涂层断面的能谱分析 LSM-CGO复合阴极的制备及性能研究 Sr Kα1 La Lα1 Mn Kα1 Ce Lα1 Gd Lα1 O kα1 A型复合阴极涂层断面的能谱分析 LSM-CGO复合阴极的制备及性能研究 元素 Wt% At% O K 22.93 63.46 Mn K 18.93 15.25 Sr L 16.22 8.20 La L 20.96 6.68 Ce L 14.73 4.65 Gd L 6.24 1.76 Xi’an Jiaotong University 固体氧化物燃料电池阴极钙钛矿阴极涂层的导电性能研究 学生：麦提喀斯木.托合提热杰普 指导教师：高敏 学号：2009094013 班级：应化91 主 要 内 容 引言 溶胶-凝胶法制备LSM阴极及极化特性研究 LSM-CGO复合阴极的制备及极化特性研究 结论 引 言 SOFC的工作原理示意图 引言 固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种可以将 化学能直接转化为电能的全固态发电装置 燃料选择范围广 热能 机械能 传统技术 化学能 电能 SOFC 适合热电联供，能量利用率高：50%~70% SOFC优势 无腐蚀，无泄漏 环境友好： 低SO2和NOX 传统热力发电 发电效率低：30％-45％ 环境污染： 排放烟尘、SO2 和NOX等有害气体 研 究 背 景 引言 SOFC中各部分的极化严重影响了其性能，而其中阴极极化所占比例为50％-70％，成为制约整个电池性能的主要因素。 目前，新开发的阴极材料大都存在严重的热膨胀或化学稳定性问题，而离实际运作相差甚远，相比之下La1-xSrxMnO3-δ (LSM)依然是目前最有希望的阴极材料之一。 因此提高LSM的活性，改善阴极极化具有非常重要的意义。 引言 溶胶凝胶法制备LSM阴极涂层 CGO YSZ LSM 加入高离子导电相Ce0.8Gd0.2O2 (CGO)，制备 LSM-CGO复合涂层 2. 溶胶-凝胶法制备LSM阴极及极化特性研究 2.1 LSM阴极的制备 按La0.5Sr0.5MnO3-δ的化学计量比分别称取La(NO3) 3·6H2O、Sr(NO3) 3、Mn(NO3)2混合，将柠檬酸和乙二醇按摩尔比1.2:4混合，按照金属离子与柠檬酸摩尔比 1:1.2 的比例加入硝酸盐的混合溶液中，加入适量去离子水，加热并搅拌均匀，然后于80℃水浴加热蒸发至粘稠状胶体，置于真空干燥箱中烘干，所得干凝胶在在一定温度下预烧，然后最终烧结。 用溶胶-凝胶法制备的LSM溶胶，涂于由等离子喷涂制备的YSZ电解质基体上，100℃烘干后预烧，多次重复“涂覆-预烧”的过程后，并最终烧结。 LSM干凝胶的TG-DTA曲线 LSM初级粉体的红外谱图 从图中可以看出，有机物C-H键的特征峰（2960和2870cm-1左右）已经消失，证明400 ℃热处理后，有机物已经完全分解。 不同温度下LSM粉体的XRD谱图 La2SrOx LSM粉体粒径的TEM表征 2.2 LSM阴极的极化特性 Working electrode Reference electrode m V m A YSZ Counter electrode 三电极测试原理 温度对LSM阴极极化的影响 10次 15次 不同温度下LSM阴极的极化曲线 涂覆次数对LSM阴极极化的影响