2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào):TM911.4國(guó)際圖書分類號(hào):541.136工學(xué)碩士學(xué)位論文YSZ基SOFC電解質(zhì)陽(yáng)極的研究碩士研究生:高杰導(dǎo)師:陳振寧教授申請(qǐng)學(xué)位:工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè):化學(xué)工程與技術(shù)所在單位:應(yīng)用化學(xué)系答辯日期:2008年6月28日授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要固體氧化物燃料電池(SOFC)以其高效、低污染等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是未來(lái)極具潛力的綠色發(fā)電方式之一,受到人們的廣泛關(guān)注。為了提高SOFC模擬電池的放電

2、性能,對(duì)其電解質(zhì)薄膜、陽(yáng)極的微觀結(jié)構(gòu)及制備方法進(jìn)行了研究,并對(duì)其綜合性能進(jìn)行了測(cè)試。首先,對(duì)YSZ電解質(zhì)薄膜的流延和燒結(jié)工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。比較幾種不同YSZ原材料,確定了YSZ粉體的最佳原材料為TOSOH8YSZ;研究了YSZ流延漿料中溶劑和PVB含量對(duì)制備的電解質(zhì)致密性的影響,發(fā)現(xiàn)制備的電解質(zhì)膜的致密性隨漿料中溶劑和PVB含量的減少而增加,但是溶劑和PVB含量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致流延工藝?yán)щy,確定電解質(zhì)的最佳PVB含量為YSZ質(zhì)量的4%,溶劑的

3、最佳含量為YSZ質(zhì)量的1.12倍。以最佳配方制備的電解質(zhì)薄膜分別在1200℃,1250℃,1300℃,1350℃,1400℃燒結(jié)5h,放電測(cè)試結(jié)果表明,1250℃燒結(jié)5h的電解質(zhì)薄膜,其致密度已經(jīng)達(dá)到SOFC要求,組裝電池后,800℃時(shí)開路電壓達(dá)到1.11V,接近理論電壓,最大功率密度為951mWcm2。其次,對(duì)陽(yáng)極的功能層(AFL)和支撐層(ASL)進(jìn)行了改進(jìn)。確定了功能層的最佳原材料為TOSOH8YSZ和I型NiO;對(duì)NiO和YSZ

4、相對(duì)含量的研究表明,當(dāng)NiO含量為60mass%時(shí),既可以保證電解質(zhì)薄膜不脫落,又使其具有較高的性能;在功能層中以PVB替代淀粉作為造孔劑,使得三相反應(yīng)界面大幅度增加,最大功率密度由322mWcm2提高至574mWcm2。陽(yáng)極支撐層的最佳原材料為TOSOH8YSZ和II型NiO;NiO含量在65mass%時(shí),可以形成細(xì)密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),利于電子、氧離子傳導(dǎo)和氣體傳輸。通過(guò)調(diào)整陽(yáng)極造孔劑的種類和用量,使陽(yáng)極孔隙呈梯度分布,有利于氣體在支撐層中

5、快速傳輸,在功能層快速反應(yīng)。為避免嚴(yán)重?zé)Y(jié),陽(yáng)極的燒結(jié)溫度應(yīng)小于1400℃。在燒結(jié)過(guò)程中,陽(yáng)極相對(duì)于電解質(zhì)先膨脹后收縮。最后,對(duì)性能較好的電池進(jìn)行了綜合性能測(cè)試。樣品穩(wěn)定測(cè)試8h,功率密度維持在580mWcm2左右,將其進(jìn)一步改進(jìn)之后穩(wěn)定測(cè)試28.5h,功率密度維持在1050mWcm2左右;電池在氫氣氣氛中經(jīng)歷升溫和降溫三次循環(huán)之后,放電性能無(wú)明顯變化;在800℃下,反復(fù)通入氫氣和空氣進(jìn)行徹底的氧化還原,四個(gè)循環(huán)之后,電池開路電壓由1.

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