固體氧化物燃料電池（SOFC）是一種高效、清潔的能量轉(zhuǎn)換裝置,可以將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能。目前,有關(guān)SOFC的研究主要集中在改性現(xiàn)有陰極以提高其結(jié)構(gòu)和化學(xué)穩(wěn)定性,以及開發(fā)新型的中低溫陰極材料和抗積碳抗硫毒化的陽極材料。(La_0.8Sr_0.2)_0.95MnO_3-δ（LSM）陰極材料具有高電子導(dǎo)電性、顯著的氧還原催化活性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等優(yōu)點,是一種備受青睞的傳統(tǒng)SOFC陰極材料。為了改善LSM在中低溫下的電化學(xué)性能,常將其與氧離子導(dǎo)體等電解質(zhì)材料（YSZ）混合成LSM-YSZ復(fù)合陰極。而擁有著高離子導(dǎo)電率、低電子導(dǎo)電率、良好的機械強度等優(yōu)點的YSZ陶瓷同樣是應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)電解質(zhì)材料,與LSM陰極之間具有良好的化學(xué)相容性和相匹配的熱膨脹系數(shù),因此兩者常被搭配使用。然而,有研究表明對電池在工作溫度下施加穿過界面的極化電流后,原本應(yīng)該處于穩(wěn)定狀態(tài)的LSM-YSZ陰極/YSZ電解質(zhì)界面,發(fā)生了元素擴散和界面形貌變化。此外,來源于電極的雜質(zhì)元素在電解質(zhì)晶界處富集,削弱了晶粒間的結(jié)合力,造成電池性能的快速衰減。...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 SOFC概述
    1.3 SOFC關(guān)鍵材料概況
    1.4 電極元素擴散和界面形貌變化的研究進展
    1.5 陶瓷材料的斷裂機制和斷裂形式
    1.6 本論文的研究目的、意義和主要內(nèi)容
2 實驗方法
    2.1 實驗材料與設(shè)備
    2.2 樣品合成與制備
    2.3 極化測試
    2.4 樣品性能測試
    2.5 樣品的表征和分析技術(shù)
3 電流作用下(La_0.8Sr_0.2)_0.95MnO_3-δ-YSZ/YSZ界面擴散研究
    3.1 引言
    3.2 物相和電池形貌以及熱分析
    3.3 LSM-YSZ陰極元素在YSZ電解質(zhì)中的固相擴散行為分析
    3.4 Mn在 YSZ電解質(zhì)中的固相擴散機理研究
    3.5 本章小結(jié)
4 電流對(La_0.8Sr_0.2)_0.95MnO_3-δ-YSZ/YSZ半電池微觀形貌的影響研究
    4.1 引言
    4.2 電流對LSM-YSZ/YSZ界面形貌的影響
    4.3 電流對YSZ電解質(zhì)微觀形貌的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 電流作用下Mn的固相擴散對YSZ電解質(zhì)的力學(xué)性能影響研究
    5.1 引言
    5.2 斷口形貌
    5.3 斷裂強度
    5.4 維氏硬度
    5.5 斷裂韌性
    5.6 斷裂形式
    5.7 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)
    6.1 全文主要結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新之處
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士期間發(fā)表和擬發(fā)表的論文



本文編號：4044250