导　　师： 刘美林

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 固体氧化物燃料电池因其能量转换效率高、无污染和燃料使用灵活等优点，被视为“21世纪最理想的发电装置”之一。但至今没有得到大规模的商业化发展，发展的主要瓶颈在于其较高的运行温度(800-1000℃)对于电池材料的苛刻要求。因此固体氧化物燃料电池的低温化成为研究的重点目标，电极材料作为SOFC重要的组成部分，电极的催化活性对电池的整体性能和持久性有着至关重要的作用。本论文以提升中低温SOFC电极催化活性为目标，对电极材料的表界面性质调控进行了以下研究：　　(1)通过脉冲激光沉积技术在单晶YSZ(100/110)基底上生长Nd2NiO4+δ薄膜，构建了两种具有不同应力状态的薄膜模型系统，为别为沿c轴具有-3.82％压缩应变的NNO(100)薄膜和沿c轴具有-2.70％压缩应变的NNO(110)薄膜，将其组装成电池并进行电化学测试，测试结果表明：沿c轴具有较大压缩应变的NNO(100)薄膜的HydrogenOxidationReaction(HOR)活性比NNO(110)薄膜高约7倍，高分辨率XRD结果显示性能上的差异主要是由于应力的引入造成的氧缺陷浓度的不同。　　(2)通过在高温H2气氛中还原Pr0.4Sr0.6Co0.2Fe0.7Mo0.1O3?δ(PSCFM)材料，得到直径20nm左右的Co-Fe合金纳米颗粒，并将原位溶出的Co-Fe合金纳米颗粒修饰的双层钙钛矿(Pr0.4Sr0.6)3(Fe0.85Mo0.15)2O7材料用作质子导体固体氧化物燃料电池的阳极材料。单电池的电化学测试结果表明，电池在750℃的功率密度为78mW/cm2，且稳定性较好，性能上的提升在于原位溶出的更小且更均匀分布的催化剂纳米颗粒。　　(3)通过构建粉末-纳米线复合电极，并将其用作质子导体固体氧化物燃料电池的阴极材料。分别测试了以PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ(PBSCF)粉末、PBSCF纳米线以及粉末-纳米线复合材料为电极的电池的电化学性能，测试结果表明以复合材料为电极的电池性能明显优�

关 键 词： 固体氧化物燃料电池 电极材料 催化活性 晶格应力 原位溶出 表界面性质调控

领　　域： [电气工程—电力电子与电力传动]