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氨燃料质子导体固态氧化物燃料电池的研究.pdf

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氨燃料质子导体固态氧化物燃料电池的研究.pdf

上传人:wh7422 2016/8/21 文件大小:11.41 MB

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文档介绍

文档介绍:中国科学技术大学博士学位论文目录致谢摘要片‘二第一章与本论文相关的固体氧化物燃料电池关键材料的概述第一节固体氧化物燃料电池概述第二节的关键材料本论文选题的思路及研究的主要内容参考文献勺, 斗第二章钙钦矿型高温质子导体的发展稳定性及导电机理第一节钙钦矿型高温质子导体的发展第二节钙钦矿型高温质子导体的稳定性第三节钙钦矿型质子导体的质子传输机理研究本章小节参考文献第三章质子导体的制备与表征第一节厚膜材料的质子电导第二节薄膜材料的质子电导本章小节参考文献丫第四章氨燃料第一节氨燃料综述中国科学技术大学博士学位论文目录, 一仟、八、今一, 一第二节以氨为燃料的质子导体燃料电池第三节以氨为燃料的氧离子导体燃料电池本章小节参考文献第五章中低温燃料电池的初步研究第一节材料的选择第二节实验方法第三节实验结果与讨论本章小节参考文献攻读博士学位期间发表论文目录中国科学技术大学博士学位论文致谢感谢我的导师孟广耀教授五年来与忿的每一次谈话每一封电子邮件每一场内部会议甚至每一个课余的玩笑每一句生活上的关心桩桩件件点点滴滴都会让千里时时怀奇在咱们实验室的这些日子咫在理论上的高屋建瓶工作上的无穷精办绍态上的***满怀对千里的影响终此一生亦不可估登今天千里即将毕业离开笔触至此也不胜感慨希望孟老师好好保重身体再多多保持十几二十年的状丸龙永远是千里的泰山北斗虽不在身旁仍会时时仰望惑谢彭冉冉老师没有咫的工作就没有今天千里这篇论文的成稿忽的帮助非言辞可以致谢感谢实验室的刘杏芹教授彭定坤教授速谢夏长荣教授忽们都是不可多得的良师这些年来为千里答疑解庵循循功诱谆谆教导千里均铭记于叱不敢友怀感谢高建峰老师与忿的讨论是千里前进的纤绳忽对实验室设备的安装维护造福了全体实验室的同学们感谢付清溪查少武宋海政方小红朱广炎李海滨许兴燕尹艳红仲洪海张学斌鲍巍涛常启兵李海滨等各位博士师兄师姐感谢闰瑞强伍昌年江宕富宋海燕王永红周晓亮马建军姜彩荣刘铭飞姜银珠周作兴邓飞军等等实验室全体同学多谢你们感催寸科大负贵样品钡」试的各位老师感谢我的李仁母家人及朋友最后向审阅论文和参加答辫的老师们表示衷呜的涎谢中国科学技术大学博士学位论文摘要摘要作为一种新型的能源技术燃料电池优点良多被誉为世纪的绿色电源其中固体氧化物燃料电池因能量转化率高以及燃料适应范围广等突出优点脱颖而出成为优先发展的一类目前较为成熟的技术均基于氧离子导体电解质如稳定氧化错掺杂氧化饰等然而它们分别存在中温下电导率不足还原气氛下化学组成不稳定等缺点就的操作原理而言实际上质子导体与氧离子导体同样都能作为电解质且基于钙钦矿型物质的质子导体电解质在很多方面也有其超越氧离子导体的优点但目前其发展相对比较滞后另外随着市场上对的小型化集散化和可移动化日益高涨的需求液体燃料越来越受到青睐而目前的常用燃料为氢气或烃类物质前者价格昂贵难以储运后者易于积碳给阳极材料的选择带来很大的难题针对以上问题本论文致力于发展质子导体电解质以及极易液化的工业液氨燃料论文首先综述了的工作原理关键材料并讨论了部分关键的工作机理第一二章而后从降低烧结温度提高电池输出的角度出发分别研究了厚膜与薄膜质子导体的制备以及性能表征第三章其后针对氢和烃类燃料的缺点尝试以氨气作为质子导体或氧离子导体的燃料研究其电池性能评价氨代替氢和烃类燃料的可能性第四章另外盐氧化物复合电解质也被初步考虑作为中低温的电解质第五章主要研究成果归纳如下质子导体的制备和性能研究目前已有文献报道的质子导体多使用钙钦矿型材料作为电解质其电池构型均为厚膜的电解质支撑这种构型的一大问题是烧结温度过高从而增加了制备成本本论文中掺杂助烧结剂与粒子级配法被试用于降低掺杂材料的烧结温度通过添加合适剂量的氧化钻以及使用不同大小的初始粒子掺杂的烧结温度可被降低到左右进一步的优化研究显示如兼顾烧结与电导两方面因素氧化钻的最佳掺杂量应为另外实验中也发现了掺钻样品的开路电压在低温区反常下降的现象进而初步讨论钻的掺入改变掺杂导电方式的中国科学技术大学博士学位论文摘要机理为了进一步提高质子导体的输出功率本论文进一步尝试对掺杂电解质材料进行薄膜化并使用阳极支撑的电池构型良好的薄膜制备技术需要有良好的粉体提供本工作首先用甘氨酸燃烧法合成了, 超细粉体并评价了其化学稳定性由于这种粉体的疏松结构使得薄膜化可通过共压法完成膜厚可被控制在脚论文研究了薄膜化后的电解质靠阳极收缩带动的烧结情况在下其烧结致密度即可超过相应的电池输出在下可达高出己有文献报道的倍接近了实际应用的水平另外研究中也观察到电池曲线中基本没有活化极化的出现证明质子导体具有比氧离子导体更低的传导活化能薄膜化也被尝试通过空气加压喷涂法完成制得了厚度更小的薄膜林另外烃水混合燃料也被首次尝试应用于薄膜化的质子导体理论分析表明使用质子导体的比使用氧离子导体更有利于烃水混合燃料的脱氢过程本论文首次尝试对其进行