国家科技重大专项(2010ZX06901-020)
- 作品数：9 被引量：9H指数：2
- 相关作者：艾德生林旭平葛奔邓长生徐景明更多>>
- 相关机构：清华大学中国矿业大学（北京）中国地质大学（北京）更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：电气工程化学工程理学金属学及工艺更多>>
- 固体氧化物电解池技术应用研究进展被引量：5
- 2017年
- 固体氧化物电解池(SOEC)是固体氧化物燃料电池(SOFC)的逆运行装置。利用SOEC高温电解水制氢具有高效节能的优点,是目前新能源技术领域的研究热点之一。总体上看,国内SOEC技术应用研究水平相较国外仍然有很大差距。本文综述了SOEC的基本原理以及国内外应用研究的历程及发展现状。
- 葛奔艾德生林旭平杨志宾
- 关键词：固体氧化物电解池制氢氢经济固体氧化物燃料电池
- 中低温固体氧化物燃料电池电解质材料研究进展被引量：3
- 2017年
- 固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全固态的电化学能量转换装置,它的能量转换效率高达70%,且其尾气中的有毒成分含量极低,是未来化石燃料发电技术的理想选择之一。SOFC具有较宽的工作温度范围,通常在450~1000℃。高温下(800~1000℃)尽管SOFC在燃料选择方面具有更高的灵活性,但是材料性能衰减的加快、运营成本的提高,以及系统的开关速度变慢等一系列缺点也愈加明显。因而,SOFC主要朝着低温化的趋势发展。降低SOFC工作温度最有效的方法是提高固体电解质的电导率,以尽量减少电池的欧姆阻抗。本文综述了萤石型、钙钛矿型和复合型3类固体电解质材料国内外的研究进展,同时展望了未来中低温SOFC电解质材料的研究方向。钙钛矿型电解质材料在中低温下具有较高的纯离子电导率,且具备丰富的改性空间,有望成为将来中低温SOFC电解质材料的首选。
- 林旭平徐舜艾德生葛奔彭志坚
- 关键词：固体氧化物燃料电池
- SOEC阳极浓差过电势的影响因素
- 2015年
- 该文基于电荷传输与质量传递过程,充分考虑三相界面的影响因素,改进了原有的固体氧化物电解池(SOEC)阳极浓差过电势模型,所建立的新模型获得了实验验证。根据阳极结构参数及电解池运行条件,对阳极浓差过电势的影响进行了系统分析。研究表明:增大阳极孔隙率和孔径,增大阳极表面的氧分压都能够减小阳极浓差过电势,而增加扩散层厚度则不能降低阳极浓差过电势。
- 王靖张勇邓长生
- 关键词：阳极
- 固体氧化物电解池铁酸锶镧基复合阳极的制备及性能研究被引量：1
- 2010年
- 分别采用丝网印刷和浸渍法两种工艺制备了固体氧化物电解池(SOEC)铁酸锶镧(LSF)基复合阳极,通过XRD、TEM、SEM等手段对LSF粉体和复合材料的相结构和微观结构进行了分析,利用电位扫描以及电化学阻抗谱(EIS)比较了这些复合阳极在SOEC工作温度800-C时的电化学性能.结果表明,采用共沉淀-共沸蒸馏(CP-AD)合成的LSF20(La0.8Sr0.2FeO3-δ)粉体粒径约为20～30nm,其都分布在氧化锆(YSZ)陶瓷骨架上;800℃时,浸渍法工艺制备的LSF20-YSZ复合阳极在0.1V极化过电位下的极化电流值为0.38～0.49A/cm2,约为丝网印刷工艺制备的电化学性能的2～2.5倍.
- 王娟娟张勇孔江榕邓长生徐景明
- 关键词：复合阳极电化学性能
- Co-Nb缺陷对Sr_2Co_xNb_(2-x)O_(6-δ)导电性能影响的第一性原理研究
- 2018年
- 选择Sr_2Co_(x )Nb_(2-x )O_(6-δ)(SCNO)作为电极材料进行了研究。SCNO中Co和Nb具有相近的半径,且共价态差异很小,因此存在本征阳离子无序缺陷。利用第一性原理以及密度泛函理论对SCNO以及存在Co_(Nb)-Nb _(Co)反占位缺陷的SCNO进行了计算。计算结果表明,GGA-PBE函数在修正情况下能够很好的符合实际实验数据。利用该函数计算对比实验数据,可发现O空位对其导电率起到了至关重要的作用。Co与Nb在其正常位置时,Co为+2,+3,+4价(大部分为+3价,+4价极少),Nb为+4,+5价,位于反占位缺陷位置时,Co为+2价,而Nb为+4价。计算结果显示氧空位形成能量大小排序为:Co^(3+)-O-Nb^(5+)>Co^(2+)-O-Co^(3+)>Nb^(4+)-O-Nb^(5+)。并且Co^(2+)-O-Co^(3+)与Nb^(4+)-O-Nb^(5+)之间电子位移越多,电子斥力会越弱,而空位稳定性越强。因此可得阳离子无序程度越高,电导率也越高。
- 张健艾德生艾德生林旭平葛奔
- 关键词：SOFC第一性原理
- La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)基固体氧化物电解池复合阳极的制备及性能
- 2011年
- 采用丝网印刷工艺制备了带有SDC阻挡层的固体氧化物电解池La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)基复合阳极,利用动电位扫描及电化学阻抗谱分析考察了该材料在800℃时的电化学性能,电化学阻抗谱的研究表明,O2-在电极发生氧化反应生成O2的反应速率由电极/阻挡层界面的电荷转移、阻挡层/电解质界面的电荷转移以及氧气的解离吸附或在电极表面的扩散等三个电极过程控制.扫描电镜分析表明,经过长时间的电化学测试及升降温,阻挡层与电解质及复合电极部分均结合紧密,无缺陷.通过与传统的LSM-YSZ复合阳极的极化性能的对比,显示出LSCF材料在SOEC阳极领域良好的应用前景.
- 孔江榕周涛刘鹏张勇徐景明
- 关键词：固体氧化物电解池复合阳极丝网印刷
- LSGM-(Li/Na)_2CO_3复合电解质的制备及导电性能
- 2018年
- 用La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-)δ(LSGM)与Li_2CO_3/Na_2CO_3(48/52 at%)混合盐复合制备了新型的复合电解质材料,并对其制备工艺以及导电特性进行了研究。采用以聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)为造孔剂制备多孔LSGM陶瓷基体,再以与熔融碳酸盐浸润的方式制备致密的LSGM-(Li/Na)_2CO_3复合电解质。分别采用排水法与压汞法对多孔LSGM基体的孔隙率进行测量。利用XRD对LSGM-(Li/Na)_2CO_3复合电解质的物相进行分析。利用SEM对LSGM基体及复合电解质的形貌进行分析。采用交流阻抗法对复合电解质的电导率进行测试,结果显示,LSGM-(Li/Na)_2CO_3复合电解质的电导率随PMMA加入量的增加而增大,当PMMA加入量为40%(质量分数,下同)时,电导率在600℃达到0.09 S/cm。电导率的阿累尼乌斯曲线在480℃附近有一个明显的转折点,主要由于碳酸盐融化后电解质的导电机制发生变化而引起。
- 徐舜徐舜林旭平艾德生彭志坚
- 关键词：SOFCLSGM熔融碳酸盐复合电解质
- 锶掺杂量对La_(1-x)Sr_xMnO_3电极交流阻抗谱的影响
- 2011年
- 从电化学阻抗谱角度出发,研究在高温和低温条件下Sr掺杂量对La1-xSrxMnO3(LSM)交流阻抗谱影响。突出研讨LSM导电机制对阻抗的作用,反过来通过阻抗谱来分析LSM导电机制。此外,还讨论小极化子理论解释LSM导电机制的不足。最后,得出了利用阻抗谱来解释LSM导电性可行性结论。结果发现,Sr含量对高温和低温阶段LSM电极阻抗谱有异常表现,Sr含量有最佳值,阻抗谱可以揭示LSM导电机制,小极化子理论解释LSM导电机制存在不足。
- 王靖张勇桑元杰邓长生徐景明
- 关键词：电化学阻抗谱
- Bi掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)CeO_3电解质材料的导电性研究
- 2015年
- Ba_(0.6)Sr_(0.4)CeO_3具有特殊的质子传导特征,可作为新型电解质材料应用于中低温燃料电池。主要研究了Bi掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)CeO_3材料电导率的影响及其相关机理。采用高温固相法合成了不同Bi掺杂量的Ba0.6Sr0.4Ce1-xBixO3(x=0,0.05,0.1,0.2)粉体。利用XRD及SEM分析了Bi掺杂量对材料物相组成和断口形貌的影响。通过电化学工作站分别测试了Ba0.6Sr0.4Ce1-xBixO3在空气和氢气气氛下的电导率,并分析了材料在不同气氛下的导电机制。结果表明:不同掺杂量的Ba0.6Sr0.4Ce1-xBixO3在空气中1300℃下保温10 h均可形成结构单一且气密性较高的电解质。掺杂Bi可有效提高Ba_(0.6)Sr_(0.4)CeO_3体系的电导率,当Bi掺杂量x为0.2时,Ba0.6Sr0.4Ce0.8Bi0.2O3电导率最高。在氢气气氛下,700℃时,Ba0.6Sr0.4Ce0.8Bi0.2O3的电导率达到了9.1×10-3 S·cm-1。
- 史宇霞艾德生葛奔林旭平
- 关键词：电解质SOFC电导率
