导读:本文包含了毒化阴极论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:固体氧化物燃料电池,LSM阴极,Cr毒化,多物理场
毒化阴极论文文献综述
张晓强[1]（2019）在《金属连接件中铬对燃料电池阴极材料的毒化机制研究》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(SOFC)是直接将碳氢化学能转换为电能的装置,无需燃烧反应,因此其具有清洁无污染、转换效率高、无噪声等优点。但是存在许多亟待解决的问题,例如材料老化、阳极硫毒化以及阴极的铬(Cr)毒化。其中阴极材料的Cr毒化是严重影响SOFC长期稳定性的一个问题,而通过电化学检测与材料分析的方法有一定的局限性,比如只能测试电流、电压等物理特征,而对于微观层面的毒化机理以及毒化和热力学性能之间的关系难以阐述清楚。因此,我们发展了从微观的材料计算到宏观的电化学测试、多物理场模拟相结合的研究方法,对传统阴极材料LSM的毒化特性做了深入系统的研究,揭示了燃料电池Cr毒化的机制。论文的研究内容分为以下几点:首先描述了SOFC的基本运行理论,基于文献调研综述了SOFC阴极材料的种类,并且总结了SOFC阴极Cr毒化的研究进展以及尚待解决的问题。同时,在COMSOL多物理场模拟结果的基础上,通过设计实验来测试LSM阴极接触SUS430不锈钢烧结前后阴极材料电导率变化情况,建立了探测气孔率以及施加的压力与阴极Cr毒化造成的电导率下降之间的关系。为了模拟不锈钢中的Cr与LSM阴极的反应,我们设计对比不同比例的LSM/Cr_2O_3混合物进行烧结实验,并测试分析其生成产物。此外,针对Cr在LSM晶体表面的吸附以及扩散行为进行DFT第一性原理计算,分析了Cr在LSM不同晶面上的吸附能以及迁移能的变化。其次利用COMSOL多物理场软件分别构建了SOFC半电池模型以及微观阴极/电解质/阳极(叁明治)接触模型。在半电池模型中,我们假设了Cr的分布在沿着垂直于阴极向电解质的方向增加,因此在该方向上毒化之后的物理参数例如杨氏模量(E)、泊松比、热膨胀系数(TEC)、电导率等设置为Cr分布的函数,然后耦合动量传输、质量传输、热传输、电子和离子传输方程进行求解,得出Cr毒化前后热应力的分布情况。与之不同的是,在叁明治微观模型中,我们设置了阴极与电解质接触层,研究了接触层的接触模式的变化对电解质和阴极界面处应力的影响,同时假设接触层完全被毒化之后在接触面处热应力的变化情况。综上,我们利用各种方法揭示了SOFC阴极Cr毒化机理,并且预测了在宏观以及微观层面上Cr毒化对热应力的影响,同时研究了接触面的接触形式对微观热应力的影响,对SOFC材料改性以及运行性能预测提供了理论基础。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-05-10）
朱文亮[2]（2016）在《纳米结构高活性SOFC阴极制备及抗Cr毒化机理研究》一文中研究指出开发具有高电催化能力的阴极是面向中低温化(800℃以下)的SOFC应用的必由之路。本文瞄准ITSOFC阴极催化能力小,稳定性低,抗Cr毒化能力差的特点,以浸渍为主要改性手段,从电化学行为、微结构成型、阴极包覆结构制备等方面,研究了改性阴极的纳米修饰结构构筑、氧化还原机理、性能稳定周期、抗Cr毒化性能等多方面内容。完成了对传统阴极LNF的催化活性的改善以及LSCF抗Cr毒化能力的改善。按研究方向可分为如下叁个方面：1.研究了浸渍阴极电化学性能的强化机理。采用混合离子电子导体类材料和离子导体类材料分别浸渍LNF的多孔电极。在750℃测量条件下,未经强化的纯LNF阴极极化电阻可达1.49Ωcm2；经800℃焙烧的BSCF、BLF浸渍LNF阴极的极化电阻可达0.12fΩcm2和0.35Ωcm2；而经750℃焙烧的PO、SDC浸渍LNF阴极的极化电阻可达0.09Ωcm2和0.19Ωcm2。其中,具有离子导电性能和一定变价能力的材料具有良好的氧扩散能力,进而能够为体系带来电化学行为的增强。2.研究了LNF@BSC包覆结构的成型及其电化学性能稳定性。BSC与LNF在中低温条件(800℃以下)下具有良好化学稳定性。当经过高温焙烧处理后,钴酸盐会与镍铁矿原位反应形成类钙钛矿的新相。在一定程度上提高了体系的电化学性能和稳定性。其初始极化电阻值可达0.37Ωcm2,70h后衰退至0.5flcm2,远远好于LNF@PO的增强体系。虽然BSC为A位掺杂的SC,但是两者浸渍阴极的性能并没有本质的差异,LNF@SC与LNF@BSC的初始值均能达到约0.4Ωcm2,70h后也同时衰退至约0.5Ωcm2。当浸渍溶液前驱采用聚乙烯吡咯烷酮作为添加剂时,可将体系的活化能降低约2KJmol-1。然而浸渍LNF阴极的的抗Cr毒化能力难以逾越其本身。LNF@BSC在Cr污染条件下的衰退速度甚至更快。3.研究了LSCF包覆相的成型及其抗Cr毒化能力。镍、铁的氧化物在中低温条件下(800℃以下)与LSCF具有良好的化学相容性,当焙烧温度达到1000℃以上时,Fe会与LSCF中的Co发生置换反应,Co会向外析出与遗留的镍共同生成B位掺杂的钴酸盐IC材料。LSCF@NF的电化学性能无论在何处理条件下均能保持不变。在750℃以及Cr污染条件下400h后,LSCF@NF会衰退至5Ωcm2,远远好于LSCF衰退至10Ωcm2。并且前者的Cr沉积量约5%,后者的沉积量约9%,该包覆相在LSCF上的形成,能够有效防止铬化物还原对阴极多孔结构的破坏。(本文来源于《南京理工大学》期刊2016-03-01）
付长璟,赵国刚,王振廷[3]（2012）在《固体氧化物燃料电池Cr毒化阴极的研究进展》一文中研究指出合金连接体中挥发出来的气态Cr6+是造成固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减的重要原因之一。目前对Cr毒化SOFC阴极的机理尚未形成统一认识,电化学反应模型认为Cr参与了阴极的电化学氧还原反应过程,并沉积在叁相反应界面处;化学反应模型认为,Cr沉积是由形核反应驱动的,电极内的形核剂是Cr沉积的决定因素。本文综述了近十年来Cr毒化SOFC阴极方面的研究进展,尤其是Cr对阴极和电解质的电子和氧离子传输性质的作用。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2012年S2期）
刘珩[4]（2012）在《抗铬毒化、高性能固体氧化物燃料电池阴极材料研究》一文中研究指出中温(700~800°C)固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)运行性能稳定,热应力小,电池寿命长,且可使用廉价、导电性高、易加工的双极板金属合金材料。并以不锈钢Cr合金最有广泛应用前景。但是,Cr合金用于SOFC的双极板时,传统的(La,Sr)MnO3 (LSM)和(La,Sr)(Co,Fe)O3 (LSCF)等阴极材料由于受到铬毒化而性能迅速下降。因此寻找新的高性能且具有抗铬毒化性的阴极材料迫在眉睫。LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ) (LNF)材料具有良好的抗铬毒化性能和较高的电化学催化性能。本文研究了LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ)阴极材料的制备方法、性能表征和性能改进。低温燃烧法制备了LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ)材料。X射线衍射(XRD)显示600°C煅烧后前驱体可得单一钙钛矿结构相,透射电镜(TEM)显示颗粒大小为50-100nm。LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ)与Sc_(0.1)Zr_(0.9)O_(1.95) (ScSZ)在1100°C反应生成大量绝缘相La2Zr2O7。丝网印刷法制备LNF/ScSZ/LNF对称电池。交流阻抗谱显示1050°C煅烧的电池阴极极化电阻最小,于850°C、800°C、750°C、700°C和650°C,极化电阻分别0.12Ω·cm~2、0.28Ω·cm~2、0.70Ω·cm~2、1.91Ω·cm~2和5.62Ω·cm~2。Fe-Cr合金存在时,阴极欧姆电阻和极化电阻皆随时间延长而增加。阴极/电解质界面沉积少量低导电性Cr2O3(s),减缓活性粒子在叁相界面的扩散,增加阴极极化电阻。首次采用浸渍法合成LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ)-Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-α)新型复合阴极。Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-α) (GDC)浸渍量x=21%的LNF-GDC复合阴极(LNF-GDC21)性能最优,在850°C、800°C、750°C、700°C和650°C,其极化电阻分别为0.03Ω·cm~2、0.06Ω·cm~2、0.12Ω·cm~2、0.29Ω·cm~2和0.71Ω·cm~2。750°C复合阴极极化电阻(0.12Ω·cm~2)约比纯LNF(0.70Ω·cm~2)降低7倍。LNF-GDC21复合阴极的活化能为所有阴极中最小,为136.80kJ/mol。Fe-Cr合金存在时,欧姆电阻和极化电阻在0~610h随时间延长缓慢增长,634~1042h其极化电阻稳定在2.94Ω·cm~2,欧姆电阻稳定在0.92Ω·cm~2。阴极/电解质界面铬沉积很少,因此LNF-GDC21新型复合阴极能在Fe-Cr合金毒化1042h还保持低极化电阻和稳定性。LNF-GDC21新型复合阴极具有很高的抗铬毒化性能和稳定性。(本文来源于《上海交通大学》期刊2012-02-01）
吴娟[5]（2012）在《固体氧化物燃料电池合金连接体对阴极的Cr毒化》一文中研究指出基于含Cr合金连接体在固体氧化物燃料电池中的应用，研究了Cr毒化阴极的影响,并根据电化学特征变化,阐明了毒化机理。在750℃的工作温度，考察了Cr含量14%的铁素体不锈钢在控制400mAcm~(-2)恒电流加载和100mL min~(-1)空气气流的环境中对阴极的毒化现象。通过实验结果可以发现，空气气流会增加气态Cr物质的扩散速率，并增加反应的氧分压，从而加速Cr沉积的反应过程。而在电流的作用下，Cr沉积会优先发生在TPB区域，气态的CrO_3和氧离子发生反应，生成Cr_2O_3。随着Cr_2O_3的形核和长大，导致LSM阴极和YSZ电解质层发生分层，从而引起阴极性能的显着退化。其次，在800℃的工作温度下加载400mAcm~(-2)恒电流和100mL min~(-1)空气气流，比较不同Cr含量合金连接体对La_(0.9)Sr_(0.1)MnO_3阴极的毒化效果。实验结果表明，由于在800℃中LSM阴极具有较高的电化学活性，因此生成的沉积物大部分为(Cr,Mn)_3O_4颗粒。其中Cr含量12.24%的Ni-Cr-Mo合金Cr沉积对极化电阻的影响比较微弱。而Cr含量14%的铁素体不锈钢极化初期对系统电阻影响较为剧烈，造成电池性能的迅速恶化，并使阴极分层，但在实验后期半电池电阻降低。Cr含量16.56%的铁素体合金对阴极的毒化作用在极化初期阶段比较缓慢，但随着阴极分层的发生，系统的欧姆电阻和极化电阻剧烈增长，并因此造成电极电势的不稳定。当阴极分层过程完成后，电极电势趋于稳定，并随时间稳步降低。推断不同合金元素的掺杂影响了合金的氧化动力学，因而对Cr毒化阴极的结果发生了一定的影响。(本文来源于《华中科技大学》期刊2012-01-01）
付长璟,孙克宁,张乃庆,周德瑞[6]（2007）在《固体氧化物燃料电池Cr毒化La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_(3-δ)(LSM)阴极机理》一文中研究指出Although metallic interconnects have many advantages,the formation of Cr2O3 scale and the evaporation of Cr(Ⅵ)species from alloys will greatly degrade the solid oxide fuel cell(SOFC)performance.In this paper,the electrochemical impedance spectroscopy(EIS)and the cathode polarization method of galvanostatic current interruption were employed to investigate the deposition mechanism of chromium with the electrochemical behavior of LSM cathode in the presence of chromia-forming alloys.The results show that the dissociative adsorption and the diffusion of oxygen on the LSM surface were inhibited by the gaseous chromium species and the migration processes of oxygen ions into YSZ electrolyte were inhibited by the solid chromium species deposited on the YSZ surface.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2007年09期）
毒化阴极论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
开发具有高电催化能力的阴极是面向中低温化(800℃以下)的SOFC应用的必由之路。本文瞄准ITSOFC阴极催化能力小,稳定性低,抗Cr毒化能力差的特点,以浸渍为主要改性手段,从电化学行为、微结构成型、阴极包覆结构制备等方面,研究了改性阴极的纳米修饰结构构筑、氧化还原机理、性能稳定周期、抗Cr毒化性能等多方面内容。完成了对传统阴极LNF的催化活性的改善以及LSCF抗Cr毒化能力的改善。按研究方向可分为如下叁个方面：1.研究了浸渍阴极电化学性能的强化机理。采用混合离子电子导体类材料和离子导体类材料分别浸渍LNF的多孔电极。在750℃测量条件下,未经强化的纯LNF阴极极化电阻可达1.49Ωcm2；经800℃焙烧的BSCF、BLF浸渍LNF阴极的极化电阻可达0.12fΩcm2和0.35Ωcm2；而经750℃焙烧的PO、SDC浸渍LNF阴极的极化电阻可达0.09Ωcm2和0.19Ωcm2。其中,具有离子导电性能和一定变价能力的材料具有良好的氧扩散能力,进而能够为体系带来电化学行为的增强。2.研究了LNF@BSC包覆结构的成型及其电化学性能稳定性。BSC与LNF在中低温条件(800℃以下)下具有良好化学稳定性。当经过高温焙烧处理后,钴酸盐会与镍铁矿原位反应形成类钙钛矿的新相。在一定程度上提高了体系的电化学性能和稳定性。其初始极化电阻值可达0.37Ωcm2,70h后衰退至0.5flcm2,远远好于LNF@PO的增强体系。虽然BSC为A位掺杂的SC,但是两者浸渍阴极的性能并没有本质的差异,LNF@SC与LNF@BSC的初始值均能达到约0.4Ωcm2,70h后也同时衰退至约0.5Ωcm2。当浸渍溶液前驱采用聚乙烯吡咯烷酮作为添加剂时,可将体系的活化能降低约2KJmol-1。然而浸渍LNF阴极的的抗Cr毒化能力难以逾越其本身。LNF@BSC在Cr污染条件下的衰退速度甚至更快。3.研究了LSCF包覆相的成型及其抗Cr毒化能力。镍、铁的氧化物在中低温条件下(800℃以下)与LSCF具有良好的化学相容性,当焙烧温度达到1000℃以上时,Fe会与LSCF中的Co发生置换反应,Co会向外析出与遗留的镍共同生成B位掺杂的钴酸盐IC材料。LSCF@NF的电化学性能无论在何处理条件下均能保持不变。在750℃以及Cr污染条件下400h后,LSCF@NF会衰退至5Ωcm2,远远好于LSCF衰退至10Ωcm2。并且前者的Cr沉积量约5%,后者的沉积量约9%,该包覆相在LSCF上的形成,能够有效防止铬化物还原对阴极多孔结构的破坏。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
毒化阴极论文参考文献
[1].张晓强.金属连接件中铬对燃料电池阴极材料的毒化机制研究[D].电子科技大学.2019
[2].朱文亮.纳米结构高活性SOFC阴极制备及抗Cr毒化机理研究[D].南京理工大学.2016
[3].付长璟,赵国刚,王振廷.固体氧化物燃料电池Cr毒化阴极的研究进展[J].稀有金属材料与工程.2012
[4].刘珩.抗铬毒化、高性能固体氧化物燃料电池阴极材料研究[D].上海交通大学.2012
[5].吴娟.固体氧化物燃料电池合金连接体对阴极的Cr毒化[D].华中科技大学.2012
[6].付长璟,孙克宁,张乃庆,周德瑞.固体氧化物燃料电池Cr毒化La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_(3-δ)(LSM)阴极机理[J].高等学校化学学报.2007