BaCeO3基质子导体中低温固体氧化物燃料电池的制备及研究PPT

引言固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效的能源转换设备，其工作原理是通过质子或电子的传输来产生电流。其中，BaCeO3基质子导体是一种在室温下具有高质...

引言固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效的能源转换设备，其工作原理是通过质子或电子的传输来产生电流。其中，BaCeO3基质子导体是一种在室温下具有高质子导电性的材料，被广泛用于SOFC的电解质。然而，其高温烧结过程和运行温度高的问题，限制了其实际应用。因此，研究如何降低BaCeO3基质子导体的烧结温度并提高其电导率是一个重要的科学问题。材料制备本实验采用柠檬酸盐燃烧法来制备BaCeO3基质子导体。柠檬酸盐燃烧法是一种常用的制备陶瓷材料的方法，具有烧结温度低、制备周期短等优点。具体步骤如下：按照化学计量比称取BaCO3、CeO2和柠檬酸盐并将其混合均匀将混合物置于70℃的烘箱中干燥24小时将干燥后的混合物研磨成粉末并在1000℃下预烧结2小时将预烧结后的粉末研磨成细粉并压制成型将成型后的样品在空气中以70℃/小时的速率升温至900℃保温2小时后自然冷却至室温性能表征采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的BaCeO3基质子导体进行结构表征。通过四探针测试仪测量样品的电阻，计算其电导率。同时，通过微反应釜实验测试样品的燃料电池性能，分析其在不同温度和燃料浓度下的输出性能。研究结果结构表征XRD结果表明，柠檬酸盐燃烧法制备的BaCeO3基质子导体具有单一的纯相结构。从SEM和TEM图像中可以看出，样品的颗粒细小，分布均匀，具有较高的比表面积。这些结构特点有利于提高样品的电导率。电导率与燃料电池性能实验结果表明，柠檬酸盐燃烧法制备的BaCeO3基质子导体的电导率明显高于传统固相法。在室温下，其电导率可达1.0 S/cm以上。同时，燃料电池性能测试也显示，使用柠檬酸盐燃烧法制备的BaCeO3基质子导体作为电解质时，燃料电池的输出性能得到显著提升。随着温度的升高，电池的输出电压和功率密度均表现出良好的提升趋势。此外，在不同燃料浓度下，柠檬酸盐燃烧法制备的BaCeO3基质子导体也展现出较为稳定的燃料电池性能。结论柠檬酸盐燃烧法成功制备了具有高电导率的BaCeO3基质子导体，并显著降低了其烧结温度。这种制备方法为实际应用提供了可能性。同时，该方法具有制备周期短、成本低等优点，有望为大规模生产提供支持。此外，实验结果表明，柠檬酸盐燃烧法制备的BaCeO3基质子导体作为电解质在燃料电池中具有良好的应用前景。未来研究可对其他材料进行优化设计，以实现更高效的能源转化和更广泛应用领域。参考文献请在这里添加制备及研究过程中引用的文献。