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金属支撑固体氧化物燃料电池

作者: 李凯著

出版社: 中国石化出版社

出版时间: 2017-09

版次: 1

ISBN: 9787511445872

定价: 38.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 116页

字数: 151千字

分类: 工程技术

24人买过

　　《金属支撑固体氧化物燃料电池》主要介绍以NiO和Fe2O3为原料，采用流延-丝网印刷-共烧结工艺制备Ni-Fe合金支撑SOFC的工艺。在此基础上，结合理论计算与实验研究，探究不同支撑体成分与结构对阳极的催化重整性能和MS-SOFC电化学性能的影响规律，明晰基于CH4燃料的MS-SOFC性能影响因素与衰减机制，为基于碳-氢燃料的MS-SOFC阳极材料组成和微观结构设计提供实验和理论依据。　　李凯，男，博士，讲师，籍贯陕西大荔。2015年12月毕业于华中科技大学，2016年2月到西安石油大学任教。主要从事固体氧化物燃料电池相关工作研究。作为技术骨干参与国家“863”、国际合作、国家自然科学基金等多项项目。迄今，以*一作者身份在Journal of power source , International journal of hydrogen energy，Scientific report等国际著名杂志发表SCI论文3篇，申请国家发明专利4项。 0 绪论

1 固体氧化物燃料电池

1.1 SOFC工作原理

1.2 SOFC关键材料

  1.2.1 阳极材料

  1.2.2 电解质材料

  1.2.3 阴极材料

  1.2.4 连接体材料

  1.2.5 密封材料

1.3 SOFC发展趋势

  1.3.1 运行温度的中低温化

  1.3.2 燃料形式多样化

  1.3.3 电池构型的发展

参考文献

2 金属支撑固体氧化物燃料电池制备及性能

2.1 MS-SOFC设计理念

2.2 MS-SOFC研究现状

  2.2.1 MS-SOFC金属支撑体材料选择

  2.2.2 MS-SOFC的制备工艺及关键问题

2.3 Ni基MS-SOFC的性能

  2.3.1 Ni基MS-SOFC电化学性能

  2.3.2 Ni基 MS-SOFC氧化还原循环和热循环性能

  2.3.3 Ni基 MS-SOFC在CH4中的性能

参考文献

3 流延-丝网印刷-共烧结制备金属支撑SOFC

3.1 关键材料的合成与制备

  3.1.1 溶胶凝胶法制备GDC

  3.1.2 EDTA柠檬酸联合络合法制备BSCF

  3.1.3 固溶包覆法制备LSM-BSCF

  3.1.4 EDTA柠檬酸联合络合法制备NTO

3.2 MS-SOFC制备工艺

  3.2.1 流延法制备MS-SOFC支撑体

  3.2.2 半电池制备

3.2 材料分析和表征方法

  3.3.1 物相分析(XRD)

  3.3.2 形貌表征(SEM)

  3.3.3 X射线能谱分析(EDX)

  3.3.4 热重/差热分析(TG/DSC)

  3.3.5 孔隙率测量(Porosity)

  3.3.6 比表面积测量(BET)

  3.3.7 热膨胀系数测量(CTE)

  3.3.8 激光拉曼光谱分析(RAMAN)

3.4 支撑体内重整性能测试

3.5 MS-SOFC电池测试

  3.5.1 MS-SOFC电池测试装置及夹具设计

  3.5.2 交流阻抗谱测试

  3.5.3 电池电流-电压-功率密度(I-V-P)测试

  3.5.4 电池稳定性测试

4 金属支撑体氧化还原与热循环性能

4.1 多孔Ni/Ni-Fe支撑体表征

  4.1.1 相结构分析

  4.1.2 造孔剂含量对金属支撑体显微结构及线收缩率的影响

  4.1.3 还原温度对显微结构及线收缩率的影响

  4.1.4 热膨胀系数

4.2 多孔支撑体氧化还原行为研究

  4.2.1 氧化动力学分析

  4.2.2 相结构分析

  4.2.3 氧化后的显微结构分析

  4.2.4 再还原后的显微结构分析

  4.2.5 氧化还原温度及Fe含量对线收缩率的影响

4.3 多孔Ni/Ni-Fe支撑体的热循环行为研究

4.4 本章小结

参考文献

5 低温MS-SOFC制备及电化学性能分析

5.1 支撑体与电解质共烧结工艺优化

  5.1.1 生坯TG/DSC分析

  5.1.2 支撑体热膨胀系数测量

  5.1.3 支撑体与电解质材料共烧结特性

5.2 MS-SOFC微观结构表征

  5.2.1 GDC电解质材料

  5.2.2 LSM-BSCF阴极材料

  5.2.3 MS-SOFC单电池显微结构

5.3 MS-SOFC电化学性能

  5.3.1 I-V-P曲线和交流阻抗谱

  5.3.2 GDC电解质MS-SOFC开路电压

  5.3.3 MS-SOFC恒流放电测试

5.4 MS-SOFC氧化还原循环性能

5.5 MS-SOFC热循环性能

5.6 本章小结

参考文献

6 直接甲烷MS-SOFC内重整性能分析

6.1 阳极支撑体对CH4重整性能

  6.1.1 阳极金属支撑体催化重整活性

  6.1.2 C原子在Ni和Ni0.9Fe0.1吸附能

6.2 MS-SOFC在CH4燃料中的电化学性能

  6.2.1 MS-SOFC的I-V-P曲线

  6.2.2 MS-SOFC的交流阻抗谱

  6.2.3 MS-SOFC稳定性测试

6.3 Ni09Fe01-SOFC衰减机制分析

6.4 本章小结

参考文献

7 NiTiO3对MS-SOFC抗积碳性能的影响

7.1 NiTiO3和金属支撑体表征

7.2 金属支撑体重整催化活性

7.3 电化学性能分析

  7.3.1 I-V-P曲线

  7.3.2 NTO对MS-SOFC性能的影响

  7.3.3 NTO对电池稳定性的影响

7.4 本章小节

参考文献

8 附录

附录1 基本物理常量

附录2 希腊字母表

附录3 固体氧化物燃料电池部件材料热膨胀系数
内容简介:
　　《金属支撑固体氧化物燃料电池》主要介绍以NiO和Fe2O3为原料，采用流延-丝网印刷-共烧结工艺制备Ni-Fe合金支撑SOFC的工艺。在此基础上，结合理论计算与实验研究，探究不同支撑体成分与结构对阳极的催化重整性能和MS-SOFC电化学性能的影响规律，明晰基于CH4燃料的MS-SOFC性能影响因素与衰减机制，为基于碳-氢燃料的MS-SOFC阳极材料组成和微观结构设计提供实验和理论依据。
作者简介:
　　李凯，男，博士，讲师，籍贯陕西大荔。2015年12月毕业于华中科技大学，2016年2月到西安石油大学任教。主要从事固体氧化物燃料电池相关工作研究。作为技术骨干参与国家“863”、国际合作、国家自然科学基金等多项项目。迄今，以*一作者身份在Journal of power source , International journal of hydrogen energy，Scientific report等国际著名杂志发表SCI论文3篇，申请国家发明专利4项。
目录:
0 绪论

1 固体氧化物燃料电池

1.1 SOFC工作原理

1.2 SOFC关键材料

  1.2.1 阳极材料

  1.2.2 电解质材料

  1.2.3 阴极材料

  1.2.4 连接体材料

  1.2.5 密封材料

1.3 SOFC发展趋势

  1.3.1 运行温度的中低温化

  1.3.2 燃料形式多样化

  1.3.3 电池构型的发展

参考文献

2 金属支撑固体氧化物燃料电池制备及性能

2.1 MS-SOFC设计理念

2.2 MS-SOFC研究现状

  2.2.1 MS-SOFC金属支撑体材料选择

  2.2.2 MS-SOFC的制备工艺及关键问题

2.3 Ni基MS-SOFC的性能

  2.3.1 Ni基MS-SOFC电化学性能

  2.3.2 Ni基 MS-SOFC氧化还原循环和热循环性能

  2.3.3 Ni基 MS-SOFC在CH4中的性能

参考文献

3 流延-丝网印刷-共烧结制备金属支撑SOFC

3.1 关键材料的合成与制备

  3.1.1 溶胶凝胶法制备GDC

  3.1.2 EDTA柠檬酸联合络合法制备BSCF

  3.1.3 固溶包覆法制备LSM-BSCF

  3.1.4 EDTA柠檬酸联合络合法制备NTO

3.2 MS-SOFC制备工艺

  3.2.1 流延法制备MS-SOFC支撑体

  3.2.2 半电池制备

3.2 材料分析和表征方法

  3.3.1 物相分析(XRD)

  3.3.2 形貌表征(SEM)

  3.3.3 X射线能谱分析(EDX)

  3.3.4 热重/差热分析(TG/DSC)

  3.3.5 孔隙率测量(Porosity)

  3.3.6 比表面积测量(BET)

  3.3.7 热膨胀系数测量(CTE)

  3.3.8 激光拉曼光谱分析(RAMAN)

3.4 支撑体内重整性能测试

3.5 MS-SOFC电池测试

  3.5.1 MS-SOFC电池测试装置及夹具设计

  3.5.2 交流阻抗谱测试

  3.5.3 电池电流-电压-功率密度(I-V-P)测试

  3.5.4 电池稳定性测试

4 金属支撑体氧化还原与热循环性能

4.1 多孔Ni/Ni-Fe支撑体表征

  4.1.1 相结构分析

  4.1.2 造孔剂含量对金属支撑体显微结构及线收缩率的影响

  4.1.3 还原温度对显微结构及线收缩率的影响

  4.1.4 热膨胀系数

4.2 多孔支撑体氧化还原行为研究

  4.2.1 氧化动力学分析

  4.2.2 相结构分析

  4.2.3 氧化后的显微结构分析

  4.2.4 再还原后的显微结构分析

  4.2.5 氧化还原温度及Fe含量对线收缩率的影响

4.3 多孔Ni/Ni-Fe支撑体的热循环行为研究

4.4 本章小结

参考文献

5 低温MS-SOFC制备及电化学性能分析

5.1 支撑体与电解质共烧结工艺优化

  5.1.1 生坯TG/DSC分析

  5.1.2 支撑体热膨胀系数测量

  5.1.3 支撑体与电解质材料共烧结特性

5.2 MS-SOFC微观结构表征

  5.2.1 GDC电解质材料

  5.2.2 LSM-BSCF阴极材料

  5.2.3 MS-SOFC单电池显微结构

5.3 MS-SOFC电化学性能

  5.3.1 I-V-P曲线和交流阻抗谱

  5.3.2 GDC电解质MS-SOFC开路电压

  5.3.3 MS-SOFC恒流放电测试

5.4 MS-SOFC氧化还原循环性能

5.5 MS-SOFC热循环性能

5.6 本章小结

参考文献

6 直接甲烷MS-SOFC内重整性能分析

6.1 阳极支撑体对CH4重整性能

  6.1.1 阳极金属支撑体催化重整活性

  6.1.2 C原子在Ni和Ni0.9Fe0.1吸附能

6.2 MS-SOFC在CH4燃料中的电化学性能

  6.2.1 MS-SOFC的I-V-P曲线

  6.2.2 MS-SOFC的交流阻抗谱

  6.2.3 MS-SOFC稳定性测试

6.3 Ni09Fe01-SOFC衰减机制分析

6.4 本章小结

参考文献

7 NiTiO3对MS-SOFC抗积碳性能的影响

7.1 NiTiO3和金属支撑体表征

7.2 金属支撑体重整催化活性

7.3 电化学性能分析

  7.3.1 I-V-P曲线

  7.3.2 NTO对MS-SOFC性能的影响

  7.3.3 NTO对电池稳定性的影响

7.4 本章小节

参考文献

8 附录

附录1 基本物理常量

附录2 希腊字母表

附录3 固体氧化物燃料电池部件材料热膨胀系数

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