注浆成型法制备阳极支撑锥管状SOFC

采用简单经济的传统陶瓷制备工艺——注浆成型法制备锥管状阳极基底。将该基底在1000℃烧结4h后采用浆料喷涂法在其上制备致密的YSZ电解质膜,在1400℃下烧结4h。采用涂覆法制备锰酸锶镧(LSM)阴极,并组装成固体氧化物燃料电池(SOFC)单体。将该电池在氢气燃料(流量为100mL/min)和空气氧化剂的条件下测试。测得的最高电池开路电压为1.072V。850℃时最大比功率达到670mW/cm2,此时电池的总面积比电阻为1ΩW.cm2,欧姆面积比电阻仅为0.2ΩW.cm2。扫描电镜结果显示通过注浆成型法制备的阳极基底呈多孔状态,非常适合固体氧化物燃料电池对阳极的要求。     

双层干压制备阳极支撑的氧化锆薄膜燃料电池

采用一种既简单又经济的双层干压法,NiO-YSZ阳极基底上制备致密的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)固体电解质薄膜,经1400!共烧结后,得到厚度约60"130mm的YSZ薄膜。薄膜的厚度可以通过调整YSZ粉体质量来控制。测试了NiO-YSZ支撑体材料和YSZ的干压坯体烧结曲线,以确定烧结收缩率。对薄膜进行的X-射线衍射(XRD)测量结果表明,薄膜为YSZ的立方萤石结构,NiO与YSZ在烧结条件下未发生反应。以此方法制备的不同厚度的YSZ薄膜为电解质,NiO-YSZ金属陶瓷为阳极,La0.7Sr0.3MnO(LSM)阴极制成固体氧化物燃料电池(SOFC)单电池,对单电池的放电性能及其在工作条件下的阻抗谱进行了测试。电池的开路电压始终在1V左右,900!最大电流密度达1.3A·cm#2。分别在800!和900!时得到了175mW·cm#2和300mW·cm#2的最大比功率。     

阳极对YSZ薄膜SOFC性能的影响

研究了两种阳极对YSZ薄膜固体氧化物燃料电池(SOFC)性能的影响.NiO-YSZ阳极和NiO-SDC-YSZ阳极支撑的YSZ薄膜电池,在800 ℃时的开路电压分别为1.09 V和0.87 V,最大功率密度分别为0.86 W/cm2和0.16 W/cm2.NiO-SDC-YSZ阳极电池的电极总阻抗比NiO-YSZ阳极电池的高出58%.     

阳极支撑YSZ电解质薄膜的浆料旋涂法制备

用于压-预烧结法制备阳极支撑体,在阳极支撑体上用浆料旋涂-共烧结法制备了氧化钇稳定氧化锆(YSZ)电解质薄膜.实验考察了不同淀粉含量和不同预烧结温度对阳极支撑体预烧结效果的影响以及旋涂层数和浆料配比对YSZ电解质膜致密性的影响.结果表明:当阳极支撑体的预烧结温度为1 200℃,阳极支撑体中淀粉含量为15％,电解质的旋涂层数控制在5层或5层以下,旋涂浆料中YSZ的含量为45％时,制备的电解质薄膜致密性较好.对制备样品出现的缺陷进行了原因分析,提出了相应的解决办法.     

SOFC复合孔隙阳极材料的制备及性能研究

使用共流延工艺分别制备了以不同配比可溶性淀粉和碳纤维混合物作为造孔剂的阳极支撑型固体氧化物燃料电池(SOFC),阳极支撑层具有不规则的球型和直线型交错的复合孔隙,造孔剂总质量分数均为10%。电池以(Y₂O₃)_0.08(ZrO₂)_0.92(8YSZ)及Ni作为阳极材料,其中Ni与8YSZ的质量比为1∶1,以8YSZ作为电解质材料,以(La_0.75Sr_0.25)_0.95MnO_3±δ(LSM)及8YSZ作为阴极材料。使用氢气作为燃料测试了各电池在750℃下的电化学性能,结果表明,淀粉与碳纤维质量之比为1.5的复合造孔剂所制备电池的功率密度最高,可达0.199 W/cm²。扫描电子显微镜法(SEM)图像显示,淀粉和碳纤维在阳极支撑层中所形成的复合孔隙相互交织,连通性较好,具有较理想的微观结构。     

注浆成型制备阳极支撑型SOFC及其性能

采用传统的注浆成型法制备Ni基复合阳极,然后在阳极上浸渍YSZ薄膜,高温1400℃烧结4h,得到厚度约6μm且无孔致密的YSZ膜,将LSM和YSZ调制成浆料做复合阴极,并对电池的微观结构和相关性能进行测试。电池以加湿氢气为燃料,控制氢气流量为75mL/min,空气作为氧化剂,测量温度在600～850℃,电池最高比功率在850,800,750,700,650℃和600℃时可达0.77,0.54,0.33,0.17,0.09W/cm2和0.04W/cm2。     

微米粉体制备阳极支撑的YSZ薄膜

采用微米级YSZ(摩尔分数8%Y2O3稳定的ZrO2)粉体在NiO/YSZ阳极支撑体上成功地制备了致密的电解质薄膜.对微米级YSZ粉体进行球磨处理,分析和讨论了球磨对YSZ粉体及薄膜性能的影响.用浆料旋涂法制得45μm厚的致密薄膜,电池700 ℃时开路电压(OCV)达到1.13 V.以氢气为燃料,以静态环境空气为氧化气体,单电池在700、750、800 ℃的最大比功率分别为221、364、528 mW/cm2.电池阻抗谱结果表明电池的性能主要由电极决定.     

浆料旋涂法制备YSZ薄膜燃料电池研究

用浆料旋涂法在NiO-YSZ(氧化钇稳定的氧化锆)阳极支撑体上制备了一层11.5 μ m厚的致密YSZ薄膜.在薄膜上制备了Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)浸渍的La0.7Sr0.3MnO3(LSM)复合阴极.以氢气为燃料,阴极暴露在静态空气中,单电池在700、750、800 ℃的最大比功率分别为691、898、1 118 mW/cm2.当阴极通入50 mL/min的氧气时,单电池在800 ℃的最大比功率比空气气氛下的性能高出84%,达到2 057 mW/cm2,在中温区达到优异的性能.     

等离子喷涂Ni/YSZ的结构调控及其电化学性能

采用不同粒径的NiO/YSZ团聚粉末分别用Ar/H2与Ar/N2等离子喷涂制备了固体氧化物燃料电池Ni/YSZ阳极,系统研究了粉末粒子的熔化状态对阳极微观结构与电化学性能的影响.结果表明粒子尺寸与等离子气体显著影响其熔化状态,XRD结果表明使用Ar/H2等离子体可促进NiO在喷涂过程中还原形成Ni/NiO/YSZ三元粒子阳极.SEM结果表明喷涂态阳极主要由均匀分布的NiO和YSZ构成.电化学性能测试结果表明,阳极的催化活性受粒子熔化程度影响显著,采用Ar/H2等离子喷涂30～50 mm粉末获得熔化程度适中的粒子制备的阳极极化阻抗在800与600℃时分别为0.22及0.59Ω·cm2,由该阳极组装的电解质支撑的单电池获得了最高的输出功率密度,在800℃时达到334 mW/cm2.     

阳极支撑固体氧化物燃料电池的制备及性能

利用离心法成膜工艺在多孔Ni-YSZ阳极基体上制备8%(摩尔分数)YSZ电解质层,在1400℃共烧结,得到致密的YSZ膜和多孔结构的阳极。用苷氨酸-硝酸盐燃烧法合成超细阳极与阴极材料。其中,NiO-YSZ复合粉体用于阳极,La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF)和30%(质量分数)Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC)复合材料用作阴极。以氢气为燃料,研究了500～800℃时Ni-YSZ阳极支撑体固体氧化物燃料电池(SOFC)单电池的性能。结果表明在500℃时电池开路电压(OCV)达1.10V,800℃时短路电流密度达1113mA/cm2,最大比功率为296mW/cm2。通过交流阻抗图谱分析,认为电解质欧姆电阻是影响电池性能的主要因素。     

自制涂层三维阳极MFC产电性能研究

以乙酸钠为燃料,制作涂层型三维复合阳极并组建铁碳布空气阴极微生物燃料电池。以铁网为三维框架,将碳毡覆盖至其上,并使用碳粉和30%PTFE溶液的混合液作为涂料在阳极表面添加涂层。将制作好的自制涂层型三维阳极和铁网分别组装微生物燃料电池,测试了铁网单独作为阳极时电池的产电性能,以及涂层含量和配合比对微生物燃料电池产电性能的影响。结果表明,相比铁网阳极,自制涂层型三维阳极能有效地提高电池的产电性能;涂层的含量和配合比均对电池产电性能有较大影响;当碳粉和PTFE的含量分别为750 mg和10 m L时,即配比为75∶1时,电池的产电性能最好,表观内阻为190 W,最大比功率为5 189.4 m W/m3。     

Li+嵌Al反应的热力学分析及实验研究

利用第一原理赝势平面波方法计算了Al-Li合金中3种平衡相AlLi、Al2Li3和Al4Li9的形成焓,得出AlLi相的形成焓最低,表明当Li 嵌入Al电极时,优先形成AlLi相。为了验证上述结论,将Al薄片与金属锂对电极组成扣式电池,对Al电极进行电化学性能测试和结构表征。实验结果与理论计算的结果相吻合,表明可以采用第一原理赝势平面波方法预测铝作锂离子电池负极时的电化学反应性能。     

锂离子电池负极材料的研究进展

锂离子电池的石墨负极材料已商品化,但还存在一些难以克服的弱点。寻找性能更为优良的非碳负极材料仍然是锂离子电池研究的重要课题。综述了在锂离子电池中已实际使用的碳素类负极材料的特点和研究进展情况;介绍了正在探索中的锂离子电池非碳负极材料的研究现状。     

LAN负极在热电池中的应用

研究了含锂质量分数为15%的LAN负极(Li-Ni);同时还与含锂质量分数为44.32%的LiSi合金和31%的LiAl合金作了对比.结果表明,Li-Ni的LAN负极电极电位比LiSi合金、LiAl合金的更负、工作电压更高,与FeS2正极配对时有电动势ELAN＞ELiAl＞ELiSi.LAN负极具有好的脉冲输出特性,脉冲电压ULAN＞ULiAl＞ULiSi.在带大电流密度负载激活时,LAN负极具备快速激活能力,激活时间tLAN＜tLiAl＜tLiSi.在大电流密度下放电,LAN负极的利用率较高,材料利用率ηLAN＞ηLiAl＞ηLiSi.LAN负极在结构设计合理的情况下可使热电池在径向2 048.2 m/s2离心力作用下正常放电.     

Generation of Anode Spot in Low‐Current DC Vacuum Arcs by the Effect of Embedded Magnet in the Anode

Experiments were conducted with the aim of keeping low‐current DC vacuum arcs stable. A permanent columnar magnet was embedded in the anode and a permanent disk‐shaped magnet was arranged behind the anode. As result, the arc plasma is strongly constricted to a column and a light emitting point appeared on the anode surface. Generation of the anode spot was confirmed by detecting anode metal vapor and ions using mass and spectroscopic analyses under low‐current arcs of less than 20 A. Copyright © 2008 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

OLEDs阳极／有机界面特性研究进展

有机发光二极管（OLED）由于具有众多优点而越来越受到人们关注。阳极／有机界面特性影响器件的性能和寿命。从阳极修饰和阳极构造两方面介绍电极／有机界面的研究进展，以使相关研究者详细了解近年来电极／有机界面的研究状况。     

电热水器内胆腐蚀机理及实施阴极保护综述

就电热水器内胆的腐蚀机理、阴极保护原理、阳极材料及规格的选择、安装方法等进行简要的综述。     

两种不同阳极材料SOFC的性能及阳极反应机制

简述了两种不同燃料电池Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ａｇ和Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ｎｉ／ＹＳＺ燃料的研制,并测试了这两种电池的开路电压随运行温度的变化关系。实验表明,随温度的升高,开路电压的增长表现出阶段性增加,且其增长速率与所采用的电极材料有直接的关系。从材料的结构和性能分析这两种燃料电池的不同阳极材料的反应机制,认为对于采用电子型导电阳极Ａｇ的Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ａｇ燃料电池,其电化反应区域主要在三相界面（Ａｇ电极／电解质／气体）;而对于采用具有电子－离子混合导电能力阳极的Ｐｔ｜ＹＳＺ｜Ｎｉ／ＹＳＺ燃料电池,其电化反应区除三相界面外,还将扩展到两相界面（电极／气体）,且这种混合导电的电极能改善电池的性能。     

石墨烯用作直接甲醇燃料电池阳极催化剂载体

直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂是决定电池性能、寿命和成本的关键材料之一。近年来人们主要从提高催化剂活性和降低催化剂成本两个方面出发进行了大量的研究,有力地推动了直接甲醇燃料电池的发展。石墨烯作为一种载体材料能够显著提高催化剂的催化活性和稳定性,引起了人们极大的兴趣。介绍了近几年石墨烯在直接甲醇燃料电池阳极催化剂载体的进展,并对其在未来的应用进行了展望。     

打芯机的改进

电芯质量直接影响电池的质量，针对生产中遇到的如漏液等质量问题，提出改进打芯机的几项措施，从而增加了电芯的密实度，去除了电芯上的裙边和炭棒上的正极黑粉，适应了只包不扎或不包不扎的电池制造工艺要求，效果令人满意。