冰模板法构建中低温SOFCs一体化梯度阳极的微观结构调控及性能研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51502248
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E02.无机非金属材料
- 结题年份:2018
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2018-12-31
- 项目参与者:刘岗; 王浩琦; 邵家兴;
- 关键词:
项目摘要
The anode supported SOFCs have attracted lots of attention due to their characteristics of low resistance and high power density. The porous structures in anode could affect the path of gas diffusion through the thick supporting layer and also the length of trip phase boundaries in the functional layer, resulting in the dramatic changes of the cell performance. Therefore, the optimization of anode microstructures is of importance. The aims of this project are to utilize the characteristics of graded structures (orderly exhibiting dense, cellular, lamellar layers) obtained by ice templating technique to realize the fabrication of the integral graded anode; to improve the pore architectures of the anode with graded distributional characteristic and the orientation of pores by adjusting the solids loading of the slurry, the cooling rate and electric field strength; to clarify the relationship between characteristics of graded pore structures and the transport kinetics as well as the electrocatalytic activities in the anode; to study the mechanical properties of the graded anode under thermal cycles; to clarify the evolution mechanism of the graded anode structure. This project is designed to provide helpful exploration for the low-cost fabrication of anode supported SOFCs with very good performance operated at low-temperature.
阳极支撑型SOFCs因具有低阻抗、高功率密度等优点而成为研究热点。阳极的多孔结构会直接影响气体扩散路径以及三相反应界面长度,进而引起电池性能的显著变化,因此优化阳极微结构尤为重要。本项目利用冰模板技术获得的材料依次呈现密实、海绵状、柱状多孔梯度结构的特点,实现功能层与支撑层一体化阳极的构建;通过浆料物性、冷却速率、外加电场调控梯度结构比例、孔取向来改善阳极孔结构;阐明梯度孔结构特征与阳极反应气输运及反应活性动力学的关系;研究梯度阳极在热循环条件下的力学性能,阐明阳极梯度结构演化机制。本项目希望为实现高性能中低温阳极支撑SOFCs的低成本构建,提供有益的探索。
结项摘要
阳极支撑型SOFCs具有低阻抗、高功率密度等优点,其多孔结构会直接影响气体扩散路径以及三相反应界面长度,进而引起电池性能的显著变化,优化阳极微结构十分关键。本项目利用冰模板技术获得的材料依次呈现密实、海绵状、柱状多孔梯度结构的特点,可实现功能层与支撑层一体化阳极的构建;通过调节浆料pH值、固相含量、凝固速率成功获得了YSZ多孔结构,孔径尺寸、陶瓷小臂介于几至几百微米之间,此梯度阳极YSZ多孔材料表现出较为优异的电化学性能;采用溅射法沉积了一体化梯度阳极支撑YSZ电解质薄膜,通过调整工艺参数调控阳极/电解质界面接触状态,并揭示应力松弛机制;发展了IrO2+YSZ复合阴极材料,可有效降低固体氧化物燃料电池工作温度和过电位。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Improved electrical properties of SiO2-added BaTiO3 ceramics by microwave sintering
微波烧结改善添加 SiO2 BaTiO3 陶瓷的电性能
- DOI:10.1016/j.matlet.2015.11.015
- 发表时间:2016-02
- 期刊:Materials Letters
- 影响因子:3
- 作者:Yan Yan;Liu Lin;Ning Chao;Yang Yun;Xia Chengjie;Zou Yuetong;Liu Shiyuan;Wang Xiaoxue;Liu Kaihua;Liu Xiaokui;Liu Gang
- 通讯作者:Liu Gang
Microstructure, dielectric, ferroelectric and energy storage properties of SnO2 doped Ba0.5Sr0.5TiO3 ceramics
SnO2掺杂Ba0.5Sr0.5TiO3陶瓷的微观结构、介电、铁电和储能性能
- DOI:10.1080/00150193.2017.1388762
- 发表时间:2017-11
- 期刊:Ferroelectrics
- 影响因子:0.8
- 作者:Yan Yan;Wu Qiankun;Yang Yun;Zhang Leiyang;Lin Huaizhou;Xue Guoliang;Liu Xiaokui;Chen Yi;Yang Jingang;Liu Gang
- 通讯作者:Liu Gang
Diffuse Phase Transitions and Giant Electrostrictive Coefficients in Lead-Free Fe3+-Doped 0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3 Ferroelectric Ceramics
无铅Fe3掺杂0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O-3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3铁电陶瓷中的弥散相变和巨电致伸缩系数
- DOI:10.1021/acsami.6b08879
- 发表时间:2016-11-16
- 期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
- 影响因子:9.5
- 作者:Jin, Li;Huo, Renjie;Liu, Gang
- 通讯作者:Liu, Gang
Electrical properties and microstructures of (Zn and Nb) co-doped BaTiO3 ceramics prepared by microwave sintering
微波烧结制备(Zn、Nb)共掺杂BaTiO3陶瓷的电性能和微观结构
- DOI:10.1016/j.ceramint.2016.01.123
- 发表时间:2016-05
- 期刊:Ceramics International
- 影响因子:5.2
- 作者:Yun Yang;Kaihua Liu;Xiaokui Liu;Gang Liu;Chengjie Xia;Zhanbing He;Yan Yan
- 通讯作者:Yan Yan
Effects of sintering temperature and KBT content on microstructure and electrical properties of (Bi.5Na.5)TiO3-BaTiO3-(Bi.5K.5)TiO3 Pb-free ceramics
烧结温度和KBT含量对(Bi.5Na.5)TiO3-BaTiO3-(Bi.5K.5)TiO3无铅陶瓷显微结构和电性能的影响
- DOI:10.1016/j.ceramint.2018.02.142
- 发表时间:2018
- 期刊:Ceramics International
- 影响因子:5.2
- 作者:Liu Gang;Jiang Wentao;Zhang Leiyang;Cai Jing;Wang Ziyang;Liu Kaihua;Liu Xiaokui;Chen Yi;Liu Hongbo;Yan Yan
- 通讯作者:Yan Yan
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