目录

第一章 绪论.. 1

1.1固体氧化物燃料电池（SOFC）的简介.. 1

1.2固体氧化物燃料电池（SOFC）的研究概述 2

1.2.1固体氧化物燃料电池的结构组成与其工作原理. 2

1.2.2固体氧化物燃料电池的组成材料3

1.2.3固体氧化物燃料电池的发展现状及其存在的问题 5

1.3高温质子导体燃料电池的概述.. 6

1.3.1高温质子导体氧化物燃料电池的简介 6

1.3.2高温质子氧化物燃料电池的性能的影响因素6

1.3.3 高温质子氧化物燃料电池的结构8

1.3.3.1高温质子固体氧化物燃料电池的电解质.8

1.3.3.2高温质子固体氧化物燃料电池阴极8

1.3.4 浸渍法制备复合阴极..9

1.4高温质子固体氧化物燃料电池的发展现况及存在问题.. 9

1.5研究的目的和意义.11

第二章 实验使用设备及实验内容..12

2.1实验设备.. 12

2.2实验材料.. 12

2.3 实验内容. 13

2.3.1 X 射线衍射测试（XRD）.13

2.3.2扫描电镜（SEM）..14

2.3.3热膨胀系数测试（DIL）14

第三章 固体氧化物燃料电池的制备和表征15

3.1前期粉体的制备及表征.15

3.1.1电解质粉体的制备（BCZY27）..15

3.1.2阳极粉体的制备 16

3.1.2阴极粉体的制备 18

3.2单电池的制备19

3.3性能测试.. 20

3.3.1 SEM（扫描电镜）的表征.20

3.3.2 XRD（X 射线衍射） 20

3.3.3DIL(热膨胀系数测试) 21

结论.. 23

致谢.. 24

参考文献25
第一章 绪论1.1固体氧化物燃料电池（SOFC）的简介固体氧化燃料电池（SOFC）作为一种具有高效，低污染及其可持续发展等优势的新型的化学能源，成为研究领域的热点。SOFC是一种固态电化学装置，在高温下（大于1000 oC）可以直接将化学能转换为电能，并使用氢或碳氢作为燃料，它作为燃料具有高效率、高功率密度、低排放和优异的燃油灵活性。随着人类物质文明的发展，有些能源危机已经慢慢出现端倪源[自-优尔^`论/文'网·www.youerw.com 。但是发展离不开能源，尤其是像中国这样正在不断崛起的发展中国家，对能源的需求逐渐增大。这便要求我们使用节能环保的方法去推动发展。作为一种新型的发电装置，燃料电池由于其结构的特殊性，具备优点有：第一，电池直接进行发电，它不受卡诺循环的限制，效率比较高。第二，部分负载效率高，对负载变化响应效率高。第三，燃料电池不会排出有害物质，噪音相对来说较少，环保且安全可靠性高。第四，操作过程比较简单，建设周期小。根据电解质种类的不同，燃料电池可以分为以下几种：（1）熔融碳酸盐燃料电池（MCFC） ；(2)质子交换膜燃料电池（PEMFC） ；(3)碱性燃料电池（AFC） ；
（4）磷酸盐燃料电池(PAFC);（5）固体氧化物燃料电池（SOFC）。在这些燃料电池中，到目前为止最成熟的燃料电池技术是碱性燃料电池，然而，聚合物电解质膜的成本高，与此同时，碱性燃料电池需要使用贵金属作为催化剂，这种需求严重增加了成本，限制了它的广泛使用能力。我们发现，固体氧化物燃料电池更贴近人们的需求。它具有很多优势：（1）具有较高的电流密度和功率密度；（2）可以直接使用甲烷，氢气，甲醇等成本较低的燃料，不需要使用贵金属作为催化剂。（3）避免了中低温燃料电池酸碱电解质或熔盐电解质腐蚀及封接问题； （4）电解质，阳极和阴极材料都使用固态的陶瓷材料，电池整体具有全固态结构；（5）燃料利用率高，能量利用率高达80％左右，是一种清洁高效的能源系统。近年来，固体氧化物燃料电池得到了更大的发展空间。 表 1-1 固体氧化物燃料电池名称 性质碱性燃料电池（AFC） 采用氢氧化钾溶液作为电解液。其效率高达60%－90%，但对影响纯度的杂质很敏感质子交换膜燃料电池（PEMFC）电解质使用的是极薄的有机薄膜材料，其重量和功率都比较高，实验操作温度却比较低磷酸燃料电池（PAFC）电解质使用在 200 oC 高温下低磷酸作为材料， 以此合成分散式的热电联产系统。熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）实验操作温度达到 650 oC，其工作效率相对比较高，但是对原材料的要求也比较高。固体氧化物燃料电池（SOFC）电解质材料为固态，电池性能较好，其工作温度大约为 1000 oC。1.2 固体氧化物燃料电池（SOFC）的研究概述1.2.1 固体氧化物燃料电池的结构组成与其工作原理阳极（燃料极），电解质和阴极（空气极）三部分构成成了固体氧化物燃料电池。