摘要：本实验利用甘氨酸-硝酸盐（GNP）法合成制备了不同比例的燃料电池阴极材料LaxBa1-xFeO3（x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4），对它们的晶体结构进行XRD表征，得到了钙钛矿晶体结构，并对其电导率、阻抗、热膨胀系数以及极化曲线等进行测试分析。研究结果表明，随温度的上升，电导率先变大后变小，在400℃左右时，均达到峰值。其中含量0.4的电导率最高，为34s/cm；在阻抗方面，随温度的升高，阻抗减小，掺La量为0.3的样品800℃时阻抗最小,达到0.15Ωcm2 ；热膨胀系数随着La掺杂量的增加而降低，含量0.4时最低，为1910-6/℃。综合表明，La掺杂的LaxBa1-xFeO3钙钛矿材料有望作为一种非Co基的SOFC的阴极材料。67174

毕业论文关键词： SOFC   阴极材料   GNP法    LaxBa1-xFeO3

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title   Synthesis and performance study of novel SOFC cobalt-free cathode materials

Abstract

Fuel cell cathode material perovskite LaxBa1-xFeO3(x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4) was synthesized through Glycine-Nitrate Process(GNP). Its phase strcture, conductivity, impedance, thermal expansion coefficient, and polarization curves were tested and analyzed. The result shows that the four material with different proportions of La all have a high conductivity at 400℃. Especially the one of 0.4 has the highest conductivity of 34s/cm. The impedance decreases with increasing temperature and reaches a minimum of 0.16Ωcm2 at 800℃.It suggested that cobalt-free LaxBa1-xFeO3 oxyen were promissing SOFC cathode material.

Keywords：fuel cell;  cathode material;  GNP;  LaxBa1-xFeO3

目录

1  绪论 。1

1.1研究背景 1

1.2固体氧化物燃料电池 1

1.3固体氧化物燃料电池阴极材料概述 3

1.4固体氧化物燃料电池发展现状与趋势 6

1.5 SOFC中温化意义及问题 7

1.6研究意义 7

2.实验部分 8

2.1 实验药品 8

2.2实验仪器 8

2.3粉体制备 9

3材料性能测试 10

3.1电化学性能测试 10

3.2热膨胀性能测试 12

3.3电导率测试 12

4结果与分析 。13

4.1样品的XRD分析 13

4.2电导率分析 14

4.3膨胀率分析 16

4.4阻抗分析 16

4.5极化分析 19

结论 21

致    谢 22

参考文献 23

1  绪论

1.1  研究背景

    能源与人类社会生存和发展密切相关，目前人类对能源的消费主要以煤炭、石油、天然气等为主，在利用这些能源的过程中会向自然界排放大量的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等有毒气体和大量粉尘，这些将导致全球气候变暖，酸雨和光化学烟雾等环境问题，同时随着社会的发展，人类对能源的需求越来越大，有限的资源难以满足人类的能源需求。为了解决这一危机，一方面是开发新能源，另一方面就是提高现有能源的利用的效率。燃料电池以其高效、节能等优势成为了重要的绿色能源技术之一，正在引起全世界的人的关注。