导　　师： 刘江

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高效的将燃料中的化学能转化为电能的装置。SOFC的工作温度较高,因此有着较高的离子交换速率和反应活性,可以避免贵金属催化剂如铂、钯等的使用。SOFC亦被称作“吃粗粮的大力士”,对工作环境要求低,燃料种类丰富,可以且并不限于使用氢气燃料,因此有着很大的商业化前景。丙烷是日常生活中的常见燃料之一。压缩后的液态丙烷常用于便携式电炉、打火机等日常便携式设备。近年来,无人机因其体积小、使用方便的特点被广泛应用于民用及军用领域。考虑到无人机的对电源系统功率密度、能量密度的高要求,以丙烷为燃料的SOFC是非常适合的能源供给系统之一。然而,传统的Ni基阳极SOFC在以丙烷为燃料时会发生积碳现象,导致阳极结构破坏以至电池失效。目前,对于积碳导致Ni基阳极失活的机理已经有了一定的研究基础。本文立足于目前已有的研究基础上提出了一种新型的直接以丙烷作燃料的Ag基阳极SOFC,对以丙烷裂解碳为燃料的直接碳固体氧化物燃料电池（DC-SOFC）进行了研究,同时对DC-SOFC的工作机理进行了研究,最后,将直接丙烷工作与丙烷裂解碳工作结合起来提出两步法高校使用丙烷燃料的SOFC,对推动SOFC商业化有着重要作用。首先制备了一种易于制备、稳定性好的Ag基SOFC阳极材料。研究表明,积碳在Ni金属的晶格扩散并析出是导致Ni阳极失活的主要原因。本文通过手磨调浆、涂刷法制备了Ag-GDC阳极,制备出Ag-GDC阳极电解质支撑型SOFC,并直接以干丙烷为燃料进行运行测试。该电池可以在800°C下以103 mA cm-2的电流密度稳定运行长达160 h且无明显性能衰减。通过GC、SEM、Raman等表征手段,发现放电过程中SOFC主要以丙烷裂解所产生的氢气为燃料。放电过程中也存在着积碳的形成,但积碳多沉积在Ag-GDC电极的表面形成�

关 键 词： 固体氧化物燃料电池 丙烷燃料 直接碳固体氧化物燃料电池 银基电极 积碳

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