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溶胶-凝胶法低温制备Ce0.8Sm0.2O2-α及其复合电解质的中温燃料电池性能
  • ISSN号:1000-6613
  • 期刊名称:《化工进展》
  • 时间:0
  • 分类:TQ133.3[化学工程—无机化工] O614.33[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]阜阳师范学院化学与材料工程学院,安徽环境污染物降解与监测省级重点实验室,安徽阜阳236037
  • 相关基金:国家自然科学基金青年项目(51402052)及安徽省高等学校自然科学基金项目(2015KJ010).
中文摘要:

以三氧化二钐、浓硝酸、硝酸铈铵、柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法低温(900℃)制备Ce0.8Sm0.2O2–α(SDC),低于通常高温烧结温度(1400℃),并与(Li/K)2CO3共熔体进行复合。采用DSC-TGA确定制备Ce0.8Sm0.2O2–α的烧结温度。XRD结果表明,(Li/K)2CO3与Ce0.8Sm0.2O2–α复合后没有发生化学反应。SEM图像表明,SDC粒径均匀一致,(Li/K)2CO3作为SDC颗粒黏结剂均匀覆盖SDC颗粒表面。采用电化学工作站研究了复合电解质在400~600℃下干燥氮气气氛中的电导率。结果表明,温度为600℃时,复合电解质在干燥氮气气氛中的电导率达到最大值3.3×10-2S/cm,高于单一二氧化铈材料在相同条件下的电导率。氧分压与电导率关系曲线表明,复合电解质具有良好的氧离子导电性。H2/O2燃料电池性能测试表明复合电解质Ce0.8Sm0.2O2–α-(Li/K)2CO3(SDC-SG-LK)在600℃开路条件下的电解质阻抗、极化阻抗分别为3.13.·cm2、0.81.·cm2,最大输出功率密度为130mW/cm2。

英文摘要:

Ce0.8Sm0.2O2-αwas synthesized by sol-gel method at900℃using Sm2O3,HNO3,(NH4)2Ce(NO3)6,citric acid as raw materials and then compounded with(Li/K)2CO3.The preparation temperature(900℃)is much lower than conventional sintering temperature(1400℃).The sintering temperature of Ce0.8Sm0.2O2-α(SDC)was determined by DSC-TGA.The XRD results showed that there was no reactions between Ce0.8Sm0.2O2-αand(Li/K)2CO3.The SEM examinations revealed that the SDC particle size is uniform,and the surface is uniformly covered by(Li/K)2CO3that act as the SDC particle binder.The conductivity of the composite electrolyte in dry nitrogen was measured using electrochemical analyzer.The highest conductivity was3.3×10-2S/cm at600℃,which is higher than that of single CeO2material.The H2/O2fuel cell by the composite electrolyte showed that the electrolyte impedance and polarization impedance under open-circuit condition were3.13W·cm2and0.81W·cm2,respectively,and generated the maximum power density of130mW/cm2at600℃.

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期刊信息
  • 《化工进展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:曹湘洪
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgjz@263.net
  • 电话:010-64519500/9501/9502
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6613
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1954/TQ
  • 邮发代号:82-311
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国精品科技期刊,中国百种中国杰出学术期刊,第七届全国石油和化工行业优秀期刊一等奖,吕国化工学会会刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:37234