1. 本选题研究的目的及意义
1.1研究目的
固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种高效、清洁、低碳的能源转换技术,在未来能源体系中具有重要的应用前景。
SOFC的关键技术之一是开发高性能的阴极材料,以克服其在高温下氧还原反应动力学缓慢的瓶颈。
本研究旨在通过Ce0.8Sm0.2O1.9浸润La1.8Sr0.2NiO4 δ电极,提升其氧还原催化性能,降低SOFC工作温度,提高其效率和稳定性。
2. 本选题国内外研究状况综述
2.1国内研究现状
近年来,国内学者在SOFC阴极材料的研究方面取得了显著进展,主要集中在以下几个方面:
开发新型的阴极材料:例如,中国科学院上海硅酸盐研究所的团队在La1-xSrxMnO3和La1-xSrxCoO3等材料的制备和性能研究方面取得了一系列成果。
研究新型的制备方法:例如,清华大学的团队采用溶胶-凝胶法制备了高性能的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3阴极材料,并取得了良好的效果。
优化阴极材料的结构:例如,华中科技大学的团队通过对La1-xSrxNiO3材料进行纳米结构化改性,显著提高了其氧还原催化性能。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
3.1主要内容
本研究将采用浸润法制备Ce0.8Sm0.2O1.9浸润La1.8Sr0.2NiO4 δ电极,并通过一系列表征和测试手段,研究Ce0.8Sm0.2O1.9浸润对La1.8Sr0.2NiO4 δ电极的氧还原催化性能的影响。
主要内容包括:
制备不同Ce0.8Sm0.2O1.9浸润比例的La1.8Sr0.2NiO4 δ电极。
通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等表征手段,分析Ce0.8Sm0.2O1.9浸润对La1.8Sr0.2NiO4 δ电极的微观结构、表面形貌和晶体结构的影响。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用以下方法和步骤:
1.材料制备
采用固相法合成La1.8Sr0.2NiO4 δ粉末,并通过球磨和压片工艺制备电极片。
采用浸润法将Ce0.8Sm0.2O1.9溶液浸润到La1.8Sr0.2NiO4 δ电极片上,并进行干燥和热处理,制备Ce0.8Sm0.2O1.9浸润的La1.8Sr0.2NiO4 δ电极。
2.材料表征
利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料的微观结构和表面形貌进行表征。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
采用Ce0.8Sm0.2O1.9浸润La1.8Sr0.2NiO4 δ电极,这是一种新颖的提高SOFC阴极材料氧还原催化性能的方法。
系统地研究了Ce0.8Sm0.2O1.9浸润对La1.8Sr0.2NiO4 δ电极的微观结构、表面形貌、电化学性能和氧还原反应机理的影响。
通过实验和理论分析,揭示了Ce0.8Sm0.2O1.9浸润提高La1.8Sr0.2NiO4 δ电极氧还原催化性能的机理。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 周亚楠, 张志, 张永安, 等. 复合氧化物CeO2-ZrO2对La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阴极氧还原性能的影响[J]. 电化学, 2021, 27(3): 222-228.
[2] 陈志远, 张新明, 何小丽, 等. 浸渍法制备CeO2纳米粒子修饰La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ阴极材料[J]. 无机材料学报, 2022, 37(1): 52-58.
[3] 王丽, 秦向东, 张晓燕, 等. 不同形貌CeO2对La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阴极氧还原性能的影响[J]. 电化学, 2021, 27(2): 131-137.
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