质子SOFC缺陷型无Co基层状钙钛矿纳米复相阴极的构筑及性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51902126
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    孟祥伟
  • 依托单位：
    吉林师范大学
  • 学科分类：
    E0208.无机非金属能量转换与存储材料
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The proton conducting solid oxide fuel cells (H-SOFC) have been the focus of research recent years. Low and intermediate-temperature SOFC are prospective by using film electrolyte. Thus it's critical to find potential cathode materials with high electrocatalytic activity and low polarization loss. In this proposal, Ln3+-deficiency cobalt-free layered perovskite cathode materials Ln1-xBa0.5Sr0.5M2O5+δ (Ln=Lanthanides or Y; M= Cu, Fe, Ni, Mn) are investigated as research object; Ln1-xBa0.5Sr0.5M2O5+δ nanofiber are prepared using electrospinning method and SDC nanoparticles are dipped at low temperature on the porous nanofiber network structure by impregnation method; to obtain high performance composite cathode with size-controlled nanofiber and nanoparticles by adjust material composition and preparation process; to study the influence of Ln3+-deficiency content, composition and microstructure on the electrochemical performance of cathode; to clarify the mechanism of the electronic and ion transport in a heterogeneous system; to explore the effect factors of electrode reaction process and electrochemical properties; to reveal electrochemical reaction mechanism. All the results will provide new ideas and necessary theoretical basis for design and development of new cathode materials for H-SOFC.
质子传导固体氧化物燃料电池（H-SOFC）一直是人们研究的重点。随着电解质薄膜化技术的应用，寻求能在中低温下使用的高性能阴极材料成为H-SOFC研究的重要任务。本项目从开发新材料和优化微结构两方面入手，以“Ln缺位”无Co基层状钙钛矿Ln1-xBa0.5Sr0.5M2O5+δ(Ln=Lanthanides or Y; M= Cu, Fe, Ni, Mn)为研究对象，利用静电纺丝法制备Ln1-xBa0.5Sr0.5M2O5+δ纳米纤维，利用离子浸渍技术在纤维骨架中负载Sm0.2Ce0.8O1.9纳米颗粒，构筑新型纳米复相阴极。通过调节材料组成和制备工艺，制备出纳米纤维及纳米颗粒尺寸可控的高性能复合阴极；研究缺位浓度、组分及微观结构对电化学性能的影响；阐明纳米复相阴极的电极反应过程，揭示其电催化反应机制。该研究为设计和开发新型H-SOFC阴极材料提供新的思路和必要的理论基础。

结项摘要

固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极材料在中低温下的催化活性显著下降，已成为制约SOFC发展的主要因素之一。本工作主要聚焦无Co基层状钙钛矿SOFC阴极材料，研究了A位缺位及纳米纤维结构对其催化性能的影响，研究发现，缺位型纳米纤维结构阴极可以优化电子和离子传导路径，增大阴极催化活性区域，从而提高了层状钙钛矿阴极的电化学性能，并在此基础上，拓展探究了利用静电纺丝共纺技术制备复合纳米纤维阴极的性能。具体工作包括：探索和优化了PrBa0.5Sr0.5 M2O5+δ（M=Fe，Mn）、Pr1-xBa0.5Sr0.5Fe2O5+δ（x=0.00, 0.03, 0.05, 0.07）纳米纤维及Pr0.95Ba0.5Sr0.5Fe2O5+δ-SDC和Pr0.97Ba0.5Sr0.5Mn2O5+δ-SDC复合纳米纤维的静电纺丝制备工艺及SDC纳米颗粒浸渍工艺；通过系统的使用XRD，扫描电镜和透射电镜等手段研究了晶体结构和界面形貌等，利用电化学工作站进行电性能研究，确定了纳米复合电极微结构和电化学性能之间的演变规律，进一步拓展性探究了利用静电纺丝共纺技术制备的纳米纤维复合电极结构对中低温质子型SOFC开路电压、最大输出功率密度、极化电阻等电化学性能的影响。结果表明纤维结构阴极具有连续的离子电子传输路径，将纤维结构用于SOFC阴极并复合SDC相后，增加了阴极的催化反应活性区域，改善阴极的催化性能；A位Pr缺位可以显著提高氧空位浓度，从而增强阴极内部的氧离子传输，提高单电池的电化学性能；双相纳米纤维阴极有助于扩展三相界面，从而实现了较高的电极性能。本项目的研究为设计和开发新型质子型SOFC阴极材料提供新的思路和必要的理论基础。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
The evolution of structure and electrochemical properties of Y-site deficiency Y1-xBaCoCuO5+delta cathode for solid oxide fuel cells
固体氧化物燃料电池Y位缺陷Y1-xBaCoCuO5 δ阴极结构和电化学性能的演变
  • DOI：
    10.1016/j.ijhydene.2020.05.118
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    International Journal of Hydrogen Energy
  • 影响因子：
    7.2
  • 作者：
    Shiquan Lü;Xiangwei Meng;Xinmin Fu;Minghui Liu;Yingrui Sui;Yanli Chen;Jian Cao;Yunfei Sun;Yuan Ji;Lili Yang
  • 通讯作者：
    Lili Yang
Enhanced electrochemical performance of the YBa0.5Sr0.5Co1.4Cu0.6O5+δ cathode material by Sm0.2Ce0.8O1.9 incorporation for solid oxide fuel cells application
通过掺入 Sm0.2Ce0.8O1.9 增强 YBa0.5Sr0.5Co1.4Cu0.6O5 δ 阴极材料的电化学性能，用于固体氧化物燃料电池应用
  • DOI：
    10.1007/s10971-020-05409-6
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Sol-Gel Science and Technology
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    Minghui Liu;Xinmin Fu;Xiangwei Meng;Shiquan Lü;Shuhang Ren;Xiaoyan Liu;Fengyou Wang;Hougang Fan;Yanli Chen;Lizhong Wang
  • 通讯作者：
    Lizhong Wang
Cobalt-free perovskite Ln0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.2O3-δ (Ln = Pr, Nd, Sm, and Gd) as cathode for intermediate-temperature solid oxide fuel cell
无钴钙钛矿 Ln0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.2O3-δ (Ln = Pr、Nd、Sm 和 Gd) 作为中温固体氧化物燃料电池的阴极
  • DOI：
    10.1007/s11581-019-03314-9
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Ionics
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Xinmin Fu;Minghui Liu;Xiangwei Meng;Shiquan Lü;Danyang Wang;Yihong Zhang;Hongbo Liu;Mingxing Song;Zhiwei Li;Lizhong Wang
  • 通讯作者：
    Lizhong Wang
A-site deficient Fe-based double perovskite oxides PrxBaFe2O5+δ as cathodes for solid oxide fuel cells
A位缺陷铁基双钙钛矿氧化物 PrxBaFe2O5 δ 作为固体氧化物燃料电池的阴极
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Shiquan Lü;Yanzhuo Zhu;Xinmin Fu;Rui Huang;Yanqing Guo;Wenxing Zhang;Hongliang Li;Lujin Hou;Xiangwei Meng
  • 通讯作者：
    Xiangwei Meng

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于PCA算法的SAR图像舰船目标长宽特征提取
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    船电技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李德胜;孟祥伟;张颢;刘磊
  • 通讯作者：
    刘磊
Description of two unknown females of Epeus Peckham & Peckham from China (Araneae: Salticidae)
两名身份不明的雌性 Epeus Peckham 的描述
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Zootaxa
  • 影响因子：
    0.9
  • 作者：
    孟祥伟;张志升;石爱民
  • 通讯作者：
    石爱民
一种新的基于Graph cuts方法的SAR图像分割模型
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    海军航空工程学院学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘光明;孟祥伟;杨祥红;程焕
  • 通讯作者：
    程焕
一种新的基于水平集方法的SAR图像分割算法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    火控雷达技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘光明;孟祥伟;陈振林
  • 通讯作者：
    陈振林
一种新的基于水平集方法的SAR图像分割算法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    火控雷达技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘光明;孟祥伟;陈振林
  • 通讯作者：
    陈振林

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码