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低温共烧结制备阴极支撑管式固体氧化物燃料电池: 采用挤出成型法制备锰酸锶镧-氧化钇稳定氧化锆(LSM-YSZ)阴极支撑管,利用浸渍-提拉泥浆涂覆法在LSM-YSZ阴极支撑管上制备了LSM-YSZ阴极功能层、YSZ电解质和NiO-YSZ阳极多层薄膜,经低温一次共烧结制备...; 熊保韩敏芳; 关键词：固体氧化物燃料电池; 文献传递

低温制备掺杂氧化锆/氧化铈电解质(英文)被引量：2: 2011年; 固体氧化物燃料电池(SOFC)及其组元的低温制备有利于材料和电池性能的优化,降低制备成本。立方相的全致密氧化钇稳定氧化锆(YSZ)电解质是SOFC中最通用的电解质。传统的烧结工艺需要在1 400—1 450℃才能实现YSZ电解质的致密,而使用纳米粉体和三步烧结工艺可以在1 200—1 300℃得到致密电解质。氧化钪稳定氧化锆(ScSZ)电解质可以使用3nm的粉体在900℃下致密化,氧化钆掺杂的氧化铈可以通过加入烧结助剂在800℃下实现致密化烧结,这些工艺已广泛用于SOFC制备。SOFC的低温制备工艺可有效推进SOFC的产业化。; 刘泽雷泽宋世栋于立安韩敏芳; 关键词：电解质

Bi_2O_3-BaO-SiO_2-R_xO_y玻璃封接性能被引量：8: 2011年; 系统研究Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy(简写为Bi-Ba-Si-O)玻璃体系的封接性能。结果表明,该玻璃具有良好的热膨胀性能,热膨胀系数(CTE)为11×10-6K-1(50~530℃),与氧化钇稳定氧化锆(YSZ)(CTE:10.2×10-6K-1)电解质和SUS430(CTE:11.3×10-6K-1)合金连接体相匹配;实验确定该玻璃体系适宜的使用温度为(720±50)℃,并在720℃表现出良好的稳定性。用Bi-Ba-Si-O玻璃将YSZ电解质和SUS430合金连接体粘结后,三相界面结合紧密;三相界面处的元素分布分析结果表明,玻璃组分Si、Ba、Bi元素分别向电解质侧和合金侧有迁移;而合金内的Fe、Cr元素相对稳定,迁移较少。界面元素迁移有助于实现不同材料之间的连接,但需要关注其对长期性能的影响。实验选定的Bi-Ba-Si-O玻璃材料基本满足SOFC对封接材料的要求。; 韩敏芳杜俊平

氧化铈基燃料电池高性能阴极研究被引量：2: 2011年; 研究了用于中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的高性能新型阴极材料Ba1.0-xCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ(B1-xCFN,x=0,0.05,0.10)。以氧化钆掺杂氧化铈(GDC)为电解质,制备了B1-xCFN||GDC||B1-xCFN和La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)||GDC||LSCF对称电池,对比了不同组成Ba含量的B1-xCFN和LSCF阴极的电化学性能;并将B1-xCFN和LSCF阴极制备在NiO-GDC||GDC阳极支撑半电池上,研究其在全电池中的性能。结果表明,500℃时,B1-xCFN(x=0,0.05,0.10)的Rp值分别仅为LSCF的10.52%、7.72%和4.33%;650℃时,B1-xCFN(x=0,0.05,0.10)的Rp值分别是LSCF的66.62%、51.49%和42.76%;在500～650℃,以B1-xCFN为阴极的单电池性能也均显著高于以LSCF为阴极的电池性能,B1-xCFN电极表现出了优良的氧催化活性,是极富应用前景的中低温固体氧化物燃料电池阴极材料。; 熊洁刘泽韩敏芳; 关键词：中低温固体氧化物燃料电池

低温共烧结制备阴极支撑管式固体氧化物燃料电池被引量：2: 2011年; 采用挤出成型法制备锰酸锶镧-氧化钇稳定氧化锆(LSM-YSZ)阴极支撑管,利用浸渍-提拉泥浆涂覆法在LSM-YSZ阴极支撑管上制备了LSM-YSZ阴极功能层、YSZ电解质和NiO-YSZ阳极多层薄膜,经低温一次共烧结制备阴极支撑管式单元固体氧化物燃料电池(SOFC)。利用扫描电镜和电化学工作站等对单元电池的微观结构和电化学性能进行了较系统的表征,结果表明:经1220℃低温共烧结8h后,LSM-YSZ支撑体上的阴极功能层、电解质和阳极各层薄膜结合紧密,电解质薄膜致密无缺陷,厚约15μm;以湿氢气为燃料,空气为氧化剂时,单元电池在700～800℃下的开路电压均高于1.0V,说明电解质薄膜具有足够的气密性,但阴极的低电导率和低孔隙率限制了电池的电性能。采用浸渍-提拉薄膜技术,经一次低温共烧结制备阴极支撑管式SOFC,为SOFC低成本制备奠定了基础。; 熊保韩敏芳; 关键词：固体氧化物燃料电池

氧化镁复合Bi_2O_3-BaO-SiO_2-R_xO_y玻璃封接材料性能被引量：6: 2011年; 在Bi2O3-BaO-SiO2(BiBaSi)玻璃体系中,分别加入10%(质量分数,下同)、20%和30%MgO骨料制备用作封接材料的复合玻璃。用差热分析仪、扫描电镜和场发射扫描电镜对复合玻璃的热膨胀系数、物相和元素组成进行了分析。结果表明:MgO的加入在一定范围内调整了封接材料的热膨胀性能,提高了复合封料的使用温度;BiBaSi-10MgO在760℃长期使用呈现玻璃相与MgSiO3晶体相长期共存,而BiBaSi-20MgO和BiBaSi-30MgO分别在840℃和900℃长期使用呈现玻璃相与Mg2SiO4晶体相长期共存;通过MgO含量和温度的协同作用,调控了复合封料的结晶速率,获得良好的长期稳定性。; 韩敏芳杜俊平; 关键词：固体氧化物燃料电池硅酸盐玻璃氧化镁

亚微米晶粒氧化钇稳定氧化锆电解质的稳定性被引量：4: 2010年; 氧化钇稳定氧化锆(yttria-stabilized zirconia,YSZ)是目前使用最多的电解质材料,YSZ结构和性能的长期稳定对固体氧化物燃料电池(solid oxide full cell,SOFC)系统的可靠性至关重要。重点研究了具有亚微米结构的YSZ在850℃环境中的长期老化性能,结果发现:在850℃空气气氛中老化处理300h后,YSZ中小于1μm的部分晶粒出现了继续生长的现象,使得小于1μm晶粒比例下降10%～20%;当这部分晶粒长大到1～2μm,呈现稳定状态,即没有出现晶粒的过分长大;老化600h和1000h后,小晶粒(小于1μm)所占比例几乎不变。伴随着晶粒尺寸分布变化,YSZ电解质的电导率也比老化处理初期(300h)有所降低;当老化处理600h后,电导率下降趋势变缓;老化处理1000h后,电导率基本稳定,且1000℃电导率仍然保持在0.15S/cm以上。电导率下降主要是由YSZ晶粒部分长大引起的。具有上述性能的YSZ用作SOFC电解质可以满足长期使用的要求。; 韩敏芳杨志宾刘泽彭苏萍; 关键词：固体氧化物燃料电池稳定性

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国际科技合作与交流专项项目(2009DFA6136)