固体氧化物燃料电池新型材料

固体氧化物燃料电池新型材料
作者：马文会，于洁，陈秀华 著
出版时间：2014年
容简介
　　本书主要结合国内外固体氧化物燃料电池材料的研究进展，探讨钙钛矿型复合氧化物电解质材料、阴极材料和阳极材料及其组成单电池的制备工艺和性能，以期对固体氧化物燃料电池技术的研究有所推动。本书共分为7章，第1章为燃料电池技术概述，第2章为中温固体氧化物燃料电池技术，第3章为中温固体氧化物燃料电池新型阴极材料，第4章为中温固体氧化物燃料电池新型阳极材料，第5章为中温固体氧化物燃料电池新型电解质材料，第6章为中温固体氧化物燃料电池单电池技术及堆循环系统新流程，第7章为阳极支撑中温固体氧化物燃料电池及其材料的研究。本书可供从事固体氧化物燃料电池和新材料研究与开发的科研人员、企事业单位的技术人员和管理人员阅读，也可供能源、化学、材料等相关专业教师和学生参考。
目录
第1章燃料电池技术概述1
11燃料电池的工作原理1
12燃料电池的特点2
13燃料电池的分类3
14燃料电池的应用4
15研究进展5
151碱性燃料电池5
152磷酸燃料电池6
153熔融碳酸盐燃料电池8
154固体氧化物燃料电池(SOFC)11
155质子交换膜燃料电池（PEMFC）11
156其他类型的燃料电池13
第2章中温固体氧化物燃料电池技术16
21SOFC的工作原理17
22SOFC的结构类型18
23SOFC的特点和应用19
24SOFC的研究进展20
241国外研究进展20
242国内研究进展22
243SOFC的中温化22
25SOFC的构件材料研究状况23
251SOFC的阴极材料24
252SOFC的电解质材料25
253SOFC的阳极材料27
254SOFC的互连接材料28
255SOFC的密封材料29
256SOFC电池制备技术29
第3章中温固体氧化物燃料电池新型阴极材料32
31阴极材料La1-xSrxFe1-yMnyO3-δ
(LSFM)32
311柠檬酸盐法制备LSFM的过程34
312柠檬酸盐法制备LSFM的性能38
32阴极材料La1-xSrxFe1-yCoyO3-δ
(LSFC)42
321EDTA螯合溶胶凝胶法制备的
关键43
322EDTA螯合溶胶凝胶法制备LSFC
工艺优化46
323LSCF材料结构和性能研究50
33阴极材料La08Sr02Co0085CuxFe0915-xO3-δ
(LSCCuF)53
331XRD分析54
332SEM及EDS分析55
333电导率测量结果与分析56
334LSCCuF与电解质的化学相容性
研究57
34阴极材料La08Sr02Co005FexMn095-xO3-δ
(LSCFM)57
341差热热重分析57
342粉体预烧和膜体的制备58
343XRD检测59
344扫描电镜59
345能谱分析59
346电导率σ和电导活化能Ea59
347碘滴定61
35阴极材料La1-x-ySrxCayFe1-zCozO3-δ
(LSCaFC)61
351XRD分析和EDS分析61
352SEM和BET结果62
353激光粒度分析62
354碘滴定法测量样品的氧非化学
计量值63
355材料电导率63
356LSCaFC与LSGM电解质的化学
相容性64
36阴极材料La1-x-ySrxCayMn1-zCozO3-δ
(LSCMC)65
361La1-x-ySrxCayMn1-zCozO3-δ
(LSCMC)DSC/TG分析65
362变温X射线衍射分析65
363电子探针显微（EPMA）分析69
364粒度分析69
365材料制备焙烧曲线70
366材料的电导性能70
367电导活化能71
368特征温度、体积密度及
微观形貌72
369材料的热性能72
3610材料的化学性能73
3611催化性能74
3612阴极材料的氧表面交换75
第4章中温固体氧化物燃料电池新型阳极材料76
41阳极材料La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ
(LSCM)76
411改进固相法制备LSCM阳极
材料76
412GNP法制备LSCM阳极材料83
42阳极材料La1-xSrxCr1-y-zMnyCozO3-δ
(LSCMCo)87
421LSCMCo的物相分析87
422LSCMCo的形貌分析88
423LSCMCo的电导性能88
424LSCMCo的催化性能90
43阳极材料Ce08Ca02O18(CDC82)90
431CDC82前驱体物料的热分析91
432CDC82的物相分析91
433CDC82的生成机理探讨91
434CDC82的形貌分析92
435CDC82的电导性能93
436CDC82与LSGM和LSCM的化
学相容性94
437CDC82的催化性能94
44阳极材料Ce08Gd02O2-δ(GDC82)95
441GDC82前驱体物料的热分析95
442GDC82的物相分析95
443GDC82的生成机理探讨95
444GDC82的形貌分析96
445GDC82的电导性能96
446GDC82与LSGM和LSCM的化
学相容性97
447GDC82的催化性能98
45阳极材料Ce08Ca02O2La07Sr03Cr05
Mn05O3-δ(CDCLSCM)99
451CDCLSCM热重分析检测结果99
452CDCLSCM XRD物相分析检测
结果99
453CDCLSCM扫描电镜显微结构
分析102
454CDCLSCM能谱分析结果102
455CDCLSCM与电解质YSZ相容性
测试103
456CDCLSCM在氢气中的催化性
反应103
457CDCLSCM在空气和氢气气氛下
的电导率104
46新型阳极材料3Ce08Ca02O027La07Sr03Cr05
Mn05-yCoyO3-δ(CDCLSCMCo)105
461CDCLSCMCo的特征105
462CDCLSCMCo01材料的热分析105
463CDCLSCMCo01材料的物
相分析106
464CDCLSCMCo01材料的能
谱分析107
465CDCLSCMCo01材料的形
貌分析108
466CDCLSCMCo材料的电
导性能108
467CDCLSCMCo015材料分别与电解质
YSZ和LSGM的化学相容性110
468CDCLSCMCo015材料与电
解质LSGM的热相容性111
469CDCLSCMCo015材料在氢气下
的催化性能111
第5章中温固体氧化物燃料电池新型电解质材料113
51电解质材料La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ
(LSGM)114
511LSGM的合成物料分析115
512LSGM合成物料的热分析117
513LSGM的物相分析118
514LSGM的生成机理探讨118
515LSGM的能谱分析119
516LSGM的形貌分析120
517LSGM粉体的粒度分布120
518LSGM的导电机理及性能121
519GNP法制备LSGM电解质
材料125
5110固相GNP联合烧结法制备LSGM
电解质材料探索126
52LSGMC电解质材料合成及性能
研究127
521LSGMC前驱体物料的热重
分析127
522烧结温度127
523电极材料与电解质的化学相
容性128
524LSGMC陶瓷片的形貌分析129
525LSGMC粉体的粒度分布132
526碘量法测非化学计量值133
527LSGMC的电导性能133
第6章中温固体氧化物燃料电池单电池技术及堆循环系统新流程136
61LSGM电解质与电极材料之间的
相容性136
611LSGM电解质与备选电极材料之间
的化学相容性能136
612LSGM电解质与备选电极材料之间
的热匹配性能136
613备选电极材料的电导性能139
62单电池制作及性能考察140
621电池构件薄膜制作140
622电极薄膜的微观形貌141
623单电池性能测试与结果145
63ITSOFC堆循环系统新流程148
631阳极积碳机理研究149
632甲烷重整措施154
633生物质气等含甲烷燃料在SOFCs
中的循环系统新流程156
634循环系统的工作原理与特点156
第7章阳极支撑中温固体氧化物燃料电池及其材料的研究160
71LSCM阳极材料的制备和性能表征160
711LSCM阳极材料的合成与表征160
712LSCM阳极基底的制备及造孔剂的
选择研究160
713LSCM阳极材料的形貌结构162
714LSCM多孔阳极对甲烷的催化
活性165
715LSCM多孔阳极的电导率165
72NiOLDC阳极材料的制备和性能
表征166
721LDC材料制备及性能研究167
722NiOLDC阳极片制备及性能
研究169
73LSGM电解质薄膜的制备和性能
表征174
731固相法合成LSGM电解质
材料174
732射频磁控溅射法制备LSGM电解质
薄膜175
733LSGM电解质薄膜的表征及工艺
优化177
734浆料旋涂法制备LSGM电解质
薄膜192
735LSGM电解质薄膜的表征及工
艺优化193
74单电池片制备及电池性能测试196
741单电池片制备197
742LSCM阳极支撑/浆料旋涂
LSGM/LSCF单电池片197
743LSCM阳极支撑/磁控溅射
LSGM/LSCF单电池片200
75NiOLDC阳极支撑单电池片性能
测试203
751NiOLDC阳极支撑/浆料旋涂
LSGM/LSCF单电池片204
752NiOLDC阳极支撑/磁控溅射
LSGM/LSCF单电池片207
参考文献211