丙烯酸在YSZ颗粒表面原位聚合的性能研究

YSZ粉体经表面聚合后,当温度大于650℃时,表面聚合物中的有机物完全分解;表征结果为表面聚合的厚度大约在5nm左右;经表面聚合的Y SZ粉体颗粒可使其等电点由6.7移动到4.3左右,最大的Zeta电位绝对值达到67m v左右（pH 10～11时）。经表面聚合作用后,对YSZ水基悬浮体的颗粒的分散和稳定起到了非常重要的作用。将经表面聚合的Y SZ粉体颗粒与复合粘结剂可形成稳定、均匀的高固相含量的流延浆料,其流延生坯片的断面上,气孔分布均匀,流延膜平整、光滑。经烧结后的Y SZ陶瓷基片达到了理论密度的98%。     

SOFC复合阳极中的Cu在CeO2表面上沉积的密度泛函研究

对固体氧化物燃料电池中的Cu-CeO2/YSZ复合阳极中的Cu在CeO2表面上沉积进行了密度泛函研究。Cu在CeO2的高对称性(101 0)表面的生长,首先键合于表面悬挂键或者表面成键轨道上,经过一次重排,表面的Cu层逐渐开始紊乱,变得凹凸不平并最终生长为三维团簇。对于(112 0)面,Cu初始只能键合于CeO2表面的悬挂键,然后生长为不规则的之字形结构、二维条带、二维岛并最终生长为扁平的团簇。Cu与CeO2之间存在很强的作用,在同一个吸附量下,有时可能存在多种构型,其活化能一般很低,沉积的Cu可在这些构型间来回迁移。很多位于CeO2 101 0))和(112 0)表面的Cu都带有略微的正价态,为可能的活性相,这些带正电荷的Cu有助于对燃料气的络合活化。     

以（Cu–Ce–Zr–O）–ScSZ为阳极的固体氧化物燃料电池的制备及性能

采用浸渍法制备掺Cu的Ce–Zr–O固溶体。以掺Cu的Ce–Zr–O固溶体和Sc2O3稳定的ZrO2（scandium oxide-stabilized zirconia,ScSZ）为原料,制备可抗积碳的（Cu–Ce–Zr–O）–ScSZ多孔阳极。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对固溶体和多孔阳极的物相组成和形貌进行表...     

高孔隙率YSZ-高致密YSZ薄膜共烧复合体的制备

在中温固体氧化物燃料单电池制备过程中,用聚乙烯吡咯烷酮包裹改性的石墨粉体为造孔剂,以8%(摩尔分数)Y2O3稳定的ZrO2(8%in mole yttria stabilized zirconia,YSZ)粉体+石墨造孔剂为支撑层原料,与自制的水系流延YSZ电解质薄膜一起共压,制备了YSZ+石墨–YSZ薄膜复合体,在1 470℃下共烧4 h后获得高孔隙率YSZ–高致密YSZ薄膜共烧复合体。研究了不同溶剂体系中石墨含量和粒度对共烧体的影响。结果表明:选用粒径为6μm以下的石墨粉体作造孔剂能获得无开裂的多孔YSZ–YSZ薄膜共烧体,其共烧体为双层结构,层间结合紧密、结构均匀,孔隙率高达68%(体积分数)。在造孔剂的含量变化与材料烧成收缩率的关系中,造孔剂含量存在1个最佳含量值,当造孔剂含量在最佳值附近时,制备的共烧复合体质量最好。该最佳含量值随造孔剂颗粒尺寸大小不同而变化。     

中温固体氧化物燃料电池铁系阳极催化剂的性能研究

采用水系流延法制备多孔氧化钇稳定氧化锆(Yttria-Stabilized Zirconia,YSZ)流延片与有机流延法制备YSZ电解质薄膜,经叠压共烧后获得多孔YSZ/致密YSZ薄膜复合基体。通过化学浸渍法分别在复合基体多孔YSZ层内浸渍了Fe(NO_3)_3、Co(NO_3)_2和Ni(NO_3)_2溶液来制备浸渍阳极SOFC单电池(以LSM+YSZ为阴极)。初步研究了铁系阳极催化剂的性能,测试了不同阳极SOFC单电池在不同温度下的电性能并采用SEM观察了不同浸渍阳极的形貌。进一步对Co-YSZ和Ni-YSZ阳极单电池的抗积碳性能进行了测试与比较。结果表明:在氢气气氛中钴的催化活性最高,镍次之,铁最差;在乙醇气氛中钴的催化活性仍要好于镍,而且Co-YSZ阳极单电池的抗积碳性要明显优于Ni-YSZ阳极单电池。铁系催化剂中Co的催化性能和抗积炭性能最佳。