一、La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的甘氨酸-硝酸盐法合成与表征（论文文献综述）
李梅[1]（2017）在《LSF基SOFC钙钛矿阴极性能的研究》文中研究指明煤炭、石油、天然气等化石燃料仍然是主要能源资源,其转换过程受限于卡洛循环,使得能源转换效率低,同时造成环境污染。因此,迫切需要发展能源新技术,提高燃料的利用效率。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）是一种能够将燃料和氧分子的化学能直接转化为电能的能源转换新技术,转换过程不受卡诺循环的限制,具有较高的能源转换效率。SOFC的能量损失主要源于阴极极化,即与氧还原反应（ORR,氧分子还原成氧离子）相关的过电势。因此,提高ORR速率常数,增强阴极催化剂的活性,不仅可以降低阴极过电势,提高SOFC的电化学性能,同时还可以降低SOFC工作温度到600-800℃的中温区域,从而降低SOFC的制备和运行成本,促进其商业化进程。典型的SOFC阴极材料是基于锰、铁和钴等过渡金属元素钙钛矿结构的混合导体氧化物,具有高的离子、电子电导率和高催化活性。铁基钙钛矿氧化物具有良好的电导率、催化活性和稳定性,是中温SOFC的备选阴极材料之一。其中,La0.8Sr0.2FeO3-δ（LSF）在中温区域的电导率较高,约为100Scm-1,热膨胀系数为12.2×10-6K-1,与常用电解质的热膨胀系数相近,具有非常好的热匹配性。本工作以LSF为基础,通过体相掺杂和表面改性,提升其电化学性能。第一章为绪论,主要介绍论文的研究背景、SOFC的工作原理以及电池性能的影响因素,总结典型SOFC阴极、阳极及电解质材料的结构和性能,简述电化学性能的研究方法及分析手段,讨论阴极ORR过程的机理,引出论文工作的要点和重点。第二章进行掺杂改性研究。在ABO3结构La0.8Sr0.2FeO3-δ的A位掺入Bi,通过液相法,制备了一系列组成为La1-xBixSr0.2FeO3-δ（x=0.0-0.8）的Bi掺杂LSF材料。研究了 Bi掺杂量对材料结构和性能的影响规律,包括晶体结构、氧的非化学计量系数（δ）、Fe的平均价态、烧结活性、热膨胀系数（TEC）、电导率（σ）、界面极化阻抗（Rp）,氧的化学表面交换系数（Kchem）以及体扩散系数（Dchem）。同时以Sm0.2Ce0.8O1.9（SDC）为电解质,研究Bi掺杂量对界面极化电阻、ORR活化能等的影响规律。界面极化阻抗和电导率随掺杂量x的增加而减小,而材料的电导活化能、Dchem和Kchem随x的增加而增大。当x =0.4时,La0.4Bi0.4Sr0.2FeO3-δ具有最好的综合性能,700℃时,其极化阻抗为0.12 Ωcm2,电导率为9.3 S cm-1,Kchem 为 9.5× 10-4 cms-1,Dehem 为 1 × 10-4 cm2s-1。第三章深入研究La0.4Bi0.4Sr0.2FeO3-δ（LBSF4）的性能,利用热重（TG）、氧的温度程序脱附（TPD）、碘滴定以及高温X射线衍射（HT-XRD）等方法,分析材料在不同温度下氧的非化学计量、Fe的平均价态以及晶格常数等结构组成参数。研究氧分压（0.01,0.1,0.21,1.0 atm）对LBSF4电极的电化学阻抗的影响,并用弛豫时间分布（DRT）的分析方法,确定氧还原反应的控速步骤。此外,在La0.4Bi0.4Sr0.2FeO3-δ阴极中加入氧离子导体（SDC）,可有效地提高材料的电化学性能,700℃时的极化阻抗小于0.1 Ωcm2。第四章用Co3O4对LSF进行表面改性。氧化钴通常被用作体相掺杂,以提高Fe基、Mn钙钛矿阴极的催化活性,而体相掺杂提高热膨胀系数。本工作用浸渍法将氧化钴修饰到LSF表面,在提高催化性能的同时保持热膨胀系数不变。XRD、TG、SEM（扫描电子显微镜）以及HRTEM（高分辨透射显微镜）等测试结果表明,在工作条件下Co3O4与LSF具有很好的热稳定性以及化学兼容性。Co3O4的表面修饰大幅降低LSF阴极的界面极化阻抗,当浸渍量为5.84 wt.%时,电极性能最优,700℃时,极化阻抗从0.22Ωcm2降低到0.083 Qcm2。对阻抗谱进行DRT分析,发现表面修饰Co3O4促进了电极的电荷转移过程。电导弛豫（ECR）测试表明,Co3O4颗粒能够提高LSF的表面反应速率,在700℃时,材料的Kchem提高了 5倍。另外,Co3O4的表面修饰使单电池功率密度从0.865 Wcm-2增加到 1.3 Wcm-2（800℃）。第五章用SrCO3对LSF进行表面改性。利用浸渍法在LSF基体上沉积SrCO3纳米颗粒来提高材料的电化学性能。XRD和HRTEM分析表明,SrCO3和LSF之间具有很好的化学稳定性及兼容性。ECR结果表明,SrCO3能够将材料的Kchem提高2倍。电化学分析表明,SrCO3能够显着降低LSF阴极的极化阻抗,例如,当LSF阴极浸渍5.2 wt.%SrCO3时,700℃下的极化阻抗从0.22 Ωcm2降低到0.15Ωcm2。电池阻抗谱的DRT分析说明,SrCO3主要促进阴极反应的电荷转移过程。另外,SrCO3能够将单电池的功率密度输出从596 mWcm-2提高到857 mWcm-2（750℃）,提升 40%以上。第六章用SrCO3对La0.6Sr0.4Co0.2O3-δ（LSCF）进行表面改性,研究了 SrCO3对LSCF性能的影响以及可能的作用机理。近年来,关于Sr的表面析出对LSCF性能的影响,具有相互矛盾的报道,因此,研究表面Sr化合物对LSCF的ORR的作用机理是十分必要的。ECR测试表明,SrCO3能够显着提高LSCF的氧表面反应速率,其中Kchem提高了 2个数量级。SrCO3的浸渍显着提高了材料的电化学性能,其增强效果与Pd和Rh等典型的催化剂相当。电化学阻抗谱的DRT分析说明,SrCO3主要提高了 LSCF的电荷转移以及氧结合过程。密度函数理论计算证明了 SrCO3能够将O2的解离能从1.33 eV降低到0.33 eV,另外,SrCO3的浸渍影响了 SrCO3-LSCF界面处的电荷分布,使SrCO3表面的电子转移到LSCF表面,促进了氧的还原反应速率。
陆丽华,郭友斌,张华,金江[2]（2010）在《复合阴极La1.6Sr0.4NiO4+δ-Ce0.8Sm0.2O1.9的电性能及电化学性能》文中研究指明采用自燃烧法制备La1.6Sr0.4NiO4+δ（LSN）阴极材料与Ce0.8Sm0.2O1.9（SDC）电解质材料,再用固相混合法将2种材料按不同质量比混合制备La1.6Sr0.4NiO4+δ-Ce0.8Sm0.2O1.9（LSN-SDC）复合阴极材料.考察SDC含量对LSN-SDC的电导率和电化学性能的影响,并确定最佳的SDC含量.结果表明:LSN-SDC电导率的最大值随着SDC含量的增加向高温段移动.复合阴极经1 050℃煅烧4 h后,可与SDC电解质形成较好的接触界面,表现出最低的极化电阻（Rp）.当SDC质量分数为30%（LSN-30SDC）时,复合阴极的Rp与过电位（η）都达到最小值.800℃时,LSN-30SDC复合阴极的Rp为0.238Ω.cm2,约为LSN的25%;当电流密度为300 mA/cm2时,LSN-30SDC复合阴极的η约为67 mV,是LSN的70%.LSN-30SDC复合阴极的极化电阻随着循环次数的增加而增加.
郑敏章,刘晓梅,朱成军,徐丹,孙敬姝,苏文辉[3]（2006）在《复合阴极材料La1-xSrxCuO3-δ-SDC的制备及电学性能》文中认为合成具有单相正交钙钛矿结构的La1-xSrxCuO3-δ（x=0.15,0.2,0.3,0.4）系列样品,碘量滴定法实验结果表明,随着Sr掺入量的增加,Cu3+离子的含量逐渐增加.电学性能研究结果表明,La0.7Sr0.3CuO3-δ电导率最高,与La0.6Sr0.4CoO3-δ相比,La0.7Sr0.3CuO3-δ具有更好的电化学性能,可作为一种新的中温固体氧化物燃料电池（IT-SOFC）阴极材料.将La0.7Sr0.3CuO3-δ与不同质量比的中温电解质Ce0.85Sm0.15O2-δ（SDC）固相混合,制备复合阴极材料,电化学性能测试结果表明,掺入适量的SDC有利于降低La0.7Sr0.3CuO3-δ电极的极化,获得性能更优越的IT-SOFC阴极材料,提高在中温区单电池的输出功率.
刘扬,高文元,孙俊才[4]（2006）在《SOFC复合阴极的研究进展》文中提出复合阴极可以提高固体氧化物燃料电池（SOFC）在高温下的性能和效率,降低过电位、极化电阻和界面电阻。对LSM、LSCF和贵金属复合阴极的机理、电化学性能进行了研究。此类复合阴极的综合性能均得到改善,但对微观结构仍需进一步研究。
二、La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的甘氨酸-硝酸盐法合成与表征（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的甘氨酸-硝酸盐法合成与表征（论文提纲范文）
（1）LSF基SOFC钙钛矿阴极性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池 |
| 1.3 SOFC开路电压与运行极化损失 |
| 1.3.1 活化极化 |
| 1.3.2 欧姆极化 |
| 1.3.3 浓差极化 |
| 1.4 SOFC关键材料的选择 |
| 1.4.1 电解质材料 |
| 1.4.1.1 氧离子型电解质 |
| 1.4.2 阳极材料 |
| 1.4.2.1 Ni基阳极材料 |
| 1.4.2.2 Cu-CeO_2基阳极 |
| 1.4.2.3 钙钛矿基阳极 |
| 1.4.3 阴极材料 |
| 1.4.3.1 钙钛矿阴极 |
| 1.4.3.2 层状钙钛矿阴极 |
| 1.4.3.3 Ruddlesden-Popper钙钛矿阴极 |
| 1.5 电化学性能研究及阴极反应机理研究 |
| 1.5.1 电化学性能的研究方法 |
| 1.5.2 电化学阻抗谱的分析手段 |
| 1.5.3 阴极反应机理研究 |
| 1.6 本论文研究课题的提出与研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 Bi掺杂LSF作为新型中温SOFC阴极的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 粉体的制备 |
| 2.2.2 氧传输性能 |
| 2.2.3 LBSF电极的电化学性能 |
| 2.2.4 LBSF的性能表征 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 LBSF的相结构 |
| 2.3.2 LBSF的烧结性能 |
| 2.3.3 LBSF电导率 |
| 2.3.4 LBSF氧传输性能 |
| 2.3.5 LBSF的电化学性能 |
| 2.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 La_(0.4)Bi_(0.4)Sr_(0.2)FeO_(3-δ)作为非钴基中温SOFC阴极的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 粉体的制备与合成 |
| 3.2.2 电池的制备 |
| 3.2.3 氧的非化学计量系数 |
| 3.2.4 氧的温度程序脱附 |
| 3.2.5 电极的电化学性能 |
| 3.2.6 性能表征 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 不同温度下氧的非化学计量系数 |
| 3.3.2 相结构 |
| 3.3.3 LBSF4阴极的氧还原过程 |
| 3.3.4 LBSF4-SDC复相阴极的电化学性能 |
| 3.3.5 不同加热温度下LBSF4阴极的电化学性能 |
| 3.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 通过在LSF表面修饰钴氧化物提高其电化学性能 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 粉体的制备与合成 |
| 4.2.2 对称电池的制备 |
| 4.2.3 氧的表面交换系数 |
| 4.2.4 单电池的制备 |
| 4.2.5 性能表征 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 浸渍相结构 |
| 4.3.2 Co_3O_4浸渍LSF电极的微结构 |
| 4.3.3 Co_3O_4浸渍LSF电极的界面极化阻抗 |
| 4.3.4 Co_3O_4对氧的表面交换速率的影响 |
| 4.3.5 单电池性能 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 SrCO_3的表面浸渍对LSF性能的影响 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 粉体的合成 |
| 5.2.2 电导弛豫测试 |
| 5.2.3 对称电池的制备 |
| 5.2.4 单电池的制备 |
| 5.2.5 性能表征 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 LSF与SrCO_3之间的化学稳定性 |
| 5.3.2 SrCO_3对LSF的氧表面交换系数的影响 |
| 5.3.3 SrCO_3对LSF电化学性能的影响 |
| 5.3.4 单电池性能 |
| 5.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 SrCO_3对LSCF氧还原反应的作用机理 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 粉体的合成 |
| 6.2.2 对称电池的制备 |
| 6.2.3 电导弛豫测试 |
| 6.2.4 单电池测试 |
| 6.2.5 性能表征 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 LSCF与SrCO_3之间的化学稳定性 |
| 6.3.2 SrCO_3对氧表面交换系数的影响 |
| 6.3.3 SrCO_3对LSCF电化学性能的影响 |
| 6.3.4 LSCF阴极的反应过程 |
| 6.3.5 DRT分析SrCO_3对LSCF电化学性能的影响 |
| 6.3.6 密度函数理论(DFT)计算 |
| 6.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第七章 论文总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的学术论文目录 |
（3）复合阴极材料La1-xSrxCuO3-δ-SDC的制备及电学性能（论文提纲范文）
| 1 实验部分 |
| 1.1 样品的制备 |
| 1.2 样品性能测试 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 X射线衍射 (XRD) 分析 |
| 2.2 碘量滴定结果分析 |
| 2.3 电导率 |
| 2.4 电极极化 |
| 2.5 电池输出特性 |
（4）SOFC复合阴极的研究进展（论文提纲范文）
| 1 LSM复合阴极 |
| 2 LSCF复合阴极 |
| 3 贵金属复合阴极 |
| 4 其他复合阴极 |
| 5 结束语 |
四、La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的甘氨酸-硝酸盐法合成与表征（论文参考文献）
- [1]LSF基SOFC钙钛矿阴极性能的研究[D]. 李梅. 中国科学技术大学, 2017(12)
- [2]复合阴极La1.6Sr0.4NiO4+δ-Ce0.8Sm0.2O1.9的电性能及电化学性能[J]. 陆丽华,郭友斌,张华,金江. 南京工业大学学报(自然科学版), 2010(06)
- [3]复合阴极材料La1-xSrxCuO3-δ-SDC的制备及电学性能[J]. 郑敏章,刘晓梅,朱成军,徐丹,孙敬姝,苏文辉. 高等学校化学学报, 2006(11)
- [4]SOFC复合阴极的研究进展[J]. 刘扬,高文元,孙俊才. 电池, 2006(03)