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研究论文
双钙钛矿氧化物中
B
位掺杂对固体氧化物燃料电池性能的影响
雷金勇
1
黄旭锐
1
崔景赠
2
夏梓汀
2
[ ... ]
张林娟
2,4,**
作者单位
摘要
1
广东电网有限责任公司广州供电局 广州 510600
2
中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
3
上海师范大学 上海 200234
4
中国科学院大学 北京 100049
作为氢燃料利用的核心器件,固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)可以高效地将燃料气转化为电能。燃料电池中的阴极作为氧还原反应的发生场所,不仅对性能输出占有重要的影响,而且还是燃料电池的稳定性和寿命的关键决定因素。针对阴极材料的研究在推动燃料电池技术发展及产业化进程中具有重要意义。为了提升阴极的电化学性能,本文对双钙钛矿结构氧化物PrBa
0.8
Ca
0.2
Co
2
O
5+
δ
(PBCC)中的钴元素进行掺杂调控,研究掺杂元素的种类、浓度对材料电化学性能的影响,通过电化学性能测试确定了最优的掺杂元素类型和含量。当使用掺杂5 mol%铁元素的PBCC材料作为阴极时,燃料电池在700 °C的最大功率达到了1 259 mW?cm
-2
,远优于未掺杂时的988 mW?cm
-2
。对掺杂元素含量和种类的优化有助于提升固体氧化物燃料电池的电化学性能。
固体氧化物燃料电池
阴极
双钙钛矿
B-位掺杂
Solid oxide fuel cell
Cathode
Double perovskite
B-site doping
PDF全文
Full Text
核技术
2023, 46(6): 060502
研究论文
NiO-YSZ水系流延技术在固体氧化物电池的应用
叶臣城
1,2
耿佳辉
2
谢俊俊
3
林逍
2,*
[ ... ]
王建强
2
作者单位
摘要
1
沈阳化工大学理学院 沈阳 110142
2
中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
3
上海氢程科技有限公司 上海 201815
4
上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 上海 200240
固体氧化物电池(Solid Oxide Cell,SOC)是高温电解水蒸气制氢和氢燃料利用的核心器件。为了避免SOC批量制备过程中大量有机溶剂的使用,本文开发了两种不同组分的水系流延浆料,并进行了浆料的分散状态与稳定性的定量分析。利用一次流延450 μm左右的NiO-YSZ支撑体薄膜,丝网印刷氢电极功能层和电解质层、阻隔层和氧电极层制备10 cm×10 cm大尺寸全电池。通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)分析浆料状态对薄膜成型的微观结构的影响,并利用伏安特性(
I
-
V
)和电化学阻抗(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)研究了全电池的电化学性能。以氢为燃料的固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)模式下,最大发电功率为0.36 W·cm
-2
(750 ℃ @ 0.7 V),在固体氧化物电解水蒸气(Solid Oxide Electrolysis Cell,SOEC)模式中,电解电流密度可以达到-0.68 A·cm
-2
(750 ℃ @ 1.3 V)。因此,该水系流延浆料的开发与应用,使得SOC的工业批量生产过程更环保。
可逆固体氧化物电池
流延技术
水系浆料
分散状态
Reversible solid oxide cell
Tape casting
Aqueous slurry
Dispersed state
PDF全文
Full Text
核技术
2022, 45(10): 100501
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