(pr0.9la0.1)2(ni0.74cu0.21ga0.05)o4δ電極性能的優(yōu)化研究

1、I I $ 1 1 1 1 1 1 J l lr l l l l l H I l l l J IJ H IY 3 2 1 7 0 3 8分類號(hào)??????．U D C密級(jí)??翁開??．暑奄≯j } ：篝碩士研究生學(xué)位論文( P r o ．9 L a o1 ) 2 ( N i o ．7 4 C H 0 ．n G a o ．o s ) 0 4 + d 電極性能的優(yōu)化研究申請(qǐng)人：學(xué) 號(hào)：培養(yǎng)單位：學(xué)科專業(yè)：研究方向：指導(dǎo)教師：完成日期：盛雙2

2、 1 4 1 0 5 2化學(xué)化工與材料學(xué)院無機(jī)化學(xué)固體電化學(xué)及器件趙輝教授2 0 1 7 年3 月2 6 日一f —ii i i i 宣i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ． 。- - ■■V U U i中文摘要與傳統(tǒng)氧化物陰極材料相比，K 2 N i F 4 結(jié)構(gòu)的氧化物( A 2 8 0 4 ) 具有較好的氧離子擴(kuò)散和傳導(dǎo)性能，且與常用電解質(zhì)材料的熱匹配性較好，因而作為

3、新型I T - S O F C陰極材料引起研究者們極大的關(guān)注。在眾多A 2 8 0 4 氧化物中，P r 2 N i 0 4 基材料由于具有較高的電催化活性脫穎而出，成為優(yōu)良的潛在的I T - S O F C 陰極材料。本文圍繞( P r o 9 L a o , ) 2 ( N i o 7 4 C u o ．2 1 G a oo s ) 0 4 + a ( P L N C G ) 性能的優(yōu)化展開研究。具體研究結(jié)果如下：采用E D T A

4、 ．檸檬酸鹽法合成了P L N C G 氧化物粉體，并與C e o 9 G d ol O l 9 5 ( C G O )粉體進(jìn)行復(fù)合制備復(fù)合陰極，電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，C G O 復(fù)合量為3 0 ％時(shí)，復(fù)合陰極具有最佳電催化活性，復(fù)合適量的C G O 能夠增加電極上的O R R 活性位點(diǎn)，改善氧的傳導(dǎo)路徑。7 0 0 。C 時(shí)，極化電阻最小為0 ．0 9 2Q c m 2 。陰極反應(yīng)的控速步驟為電荷轉(zhuǎn)移過程。陽極支撐單電池( N i ．C

5、 G O ／C G O ／P L N C G ．3 0 ％C G O ) 在7 0 0 ℃的最大輸出功率密度為5 6 9 m W - c m ～。采用聚苯乙烯微球( P S ) 為造孔劑，制備P L N C G 多孑L 陰極。研究表明：造孔劑P S 的百分含量為1 0 ％時(shí)，陰極的電催化性能最好，7 0 0 ℃時(shí)R P 值為0 ．1 4 4 Q ·c m 2 ，與未加入P S 造孔劑的陰極相比減小2 8 ％，氧分壓測(cè)試結(jié)果表明

6、，電極反應(yīng)的速率控制為電荷轉(zhuǎn)移過程。7 0 0 ℃時(shí)，以P L N C G 多孔陰極組裝的C G O 電解質(zhì)支撐全電池最大輸出功率密度為2 2 0 m W ·c m 一2 。通過靜電紡絲技術(shù)制備P L N C G 納米纖維及P L N C G ．C G O 復(fù)合納米纖維，并構(gòu)筑三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)陰極。7 0 0 * C 時(shí)P L N C G 納米纖維陰極的R P 為0 ．1 3 4 Q ·c m 2 ，比P L N C G

7、 粉體陰極( R P = O ．1 9 7 Q ·c m 2 ) 減小了約3 2 ％；C G O 復(fù)合量為1 0 ％的復(fù)合纖維陰極R P 值最小，7 0 0 。C 時(shí)僅為0 ．0 8Q ·c m 2 。氧分壓測(cè)試結(jié)果表明，纖維陰極反應(yīng)的速率控制步驟為電荷轉(zhuǎn)移過程。以P L N C G 及P L N C G 。1 0 ％C G O 復(fù)合納米纖維陰極組裝的C G O 電解質(zhì)支撐全電池在7 0 0 ℃的最大輸出功率密度分別