固体电解质BaCe_(1-x)RE_xO_(3-δ)的电导率及燃料电池性能

利用溶胶 -凝胶法合成了 Ba Ce1 - x REx O3-δ( RE:稀土 )系列固体电解质 ,结果证明纯 Ba Ce O3 导电性较差 ,RE3+ 的引入 ,取代了晶格中的 Ce4+ ,增加了氧空位 ,大大提高了体系的导电性。文章还研究了掺杂的 Ba Ce O3体系的导电机理 ,讨论了不同稀土离子掺杂对电导率的影响 ,以 Ba Ce1 - x REx O3-δ为固体电解质组装了 H2 /O2 燃料电池 ,电池的开路电压接近 1V,短路电流密度超过 10 0 m A/cm2 ,以 Ba Ce0 .8Gd0 .2 O2 .9为 SOFC电解质 ,80 0℃时最大输出功率密度达 30 m W/cm2 。     

Nd_(0.5)Sr_(0.5-x)Ca_xMnO_3(x=0.1,0.2)多晶的电子自旋共振研究

研究了多晶样品Nd_(0.5)Sr_(0.5-x)Ca_xMnO_3(x=0.1,0.2)的磁性.实验结果表明,样品的单相性好,无杂相,空间群为Pbnm.随着温度的降低,样品先后经历了3次磁性转变,分别为顺磁-铁磁转变TC、电荷有序转变TCO和奈尔温度转变TN;在TC以上,系统处于顺磁态,在TC-TCO范围内,系统处于铁磁-顺磁共存态,在TCO-TN范围内,系统处于反铁磁-铁磁-顺磁共存态,在TN以下,系统主要处于反铁磁态.     

中温固体氧化物燃料电池性能的初步研究

本文初步研究了一种新型中温固体氧化物燃料电池的性能,包括工作温度、功率输出特性以及电池的稳定性等,试验结果表明,制备的PEN单电池可以在500～600℃的温度下工作,开路电压(OCV)达O.8～1.0V,电池输出功率密度可达0.1W/cm2。升高温度可以提高电池性能,同时又降低了电池的稳定性,较合适的工作温度为550℃左右。     

Ni-Fe支撑型固体氧化物燃料电池性能研究

设计并制备了Ni-Fe金属支撑型第三代固体氧化物燃料电池(SOFC)并对其进行表征.SOFC电池阳极、电解质、阴极分别采用了NiO-YSZ(氧化钇稳定的氧化锆)、YSZ及YSZ-LSCF(La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ))材料,制备方法采用了单层流延及多层等静压结合的方法.在650~750℃的温度范围内对电池的性能进行表征,当阴极为空气,阳极通入氢气时,电池750℃最大功率密度为0.74 W/cm~2,电阻为0.45Ωcm~2,测试结果表明,此结构为Ni-Fe//Ni-YSZ//YSZ//YSZ-LSCF的金属支撑型固体氧化物燃料电池具有极高的性能及实用价值.     

Ce_(1-x)Dy_xO_(2-δ)固体电解质的合成及其性能研究

采用溶胶-凝胶法合成Ce1-xDyxO2-δ(x=0.05~0.50)固溶体,通过X射线衍射、拉曼光谱、原子力显微镜对样品进行结构表征,利用交流阻抗谱测试其电性能.结果表明:掺入Dy3+可提高Ce1-xDyxO2-δ的电导率,其中Ce0.9Dy0.1O2-δ的电导率最高,活化能最小,600℃时的电导率为5.50×10-3S.cm-1,活化能为0.85 eV,比纯CeO2的电导率提高了3个数量级.     

固体氧化物燃料电池-温差热电混合系统的性能优化

本文建立了一类不可逆固体氧化物燃料电池(SOFC)与半导体温差热电发电器(TEG)的混合发电系统模型,基于非平衡态热力学理论,导出混合系统一些重要性能参数诸如输出功率、效率和最小电流密度等的一般表达式,分析系统的性能特性和优化性能,给出系统在最大输出功率或最大效率时的优化条件,确定系统一些重要性能参数的优化工作区域,详细讨论系统的一些主要不可逆性对系统优化性能的影响,得到一些有意义的新结论.所得结果可为实际混合发电系统的设计和优化运行提供理论依据.     

固体氧化物燃料电池阴极材料 La_(1-x)Sr_xMnO_3 研究

固体氧化物燃料电池以其高效、低污染等优越性被认为是未来很有希望的发电方式,越来越受到广泛关注,Ｌａ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３材料是目前最受重视的阴极材料。该文采用固相反应法合成了该材料粉末,对合成反应工艺参数进行了优化。采用四电极法在空气中测定了材料的电导性能,测试温度为室温到１０００℃,测试结果表明：电导率随Ｓｒ掺杂比例增加和温度升高而增大,随孔隙率的增加而变小。还对材料Ｌａ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３晶体结构和烧结性能进行了研究。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2的制备及电化学性能研究

目的制备离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2微米球,并研究其电化学性能与掺杂Zr4+量的关系。方法以NiSO4·6H2O,MnSO4·H2O和Na2CO3等为原材料通过共沉淀的方法制备前驱物(Ni0.5Mn0.5)CO3,然后前驱物与ZrO2,Li2CO3混合均匀,在500℃下煅烧3h,900℃下煅烧16h得到正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2。结果 X射线衍射分析证明得到的产物为纯相,扫描电子显微镜图像显示得到的产物具有3~5μm左右的微米球形结构,并对锂离子电池的电化学性能进行了研究。结论 LiNi0.5Mn0.5O2掺杂了Zr4+后能有效降低锂/镍混排度,而且可提高具有微米球结构的LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2系列锂离子电池正极材料的电化学性能。     

MoO_3掺杂Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)陶瓷的光学性能

采用流延成型和固相反应法制备Sm_(0.5)Sr_(0.5)Co_(1-x)Mo_xO_(3-δ)(0≤x≤0.5)陶瓷。研究不同Mo掺入量对Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)的结构和光学性能的影响。结果表明:当x≥0.1时,样品主相为钙钛矿结构,但相继出现新相SrCo_(0.5)Mo_(0.5)O_3和SrMoO_4;随着Mo~(6+)的引入和掺杂量的增加,样品的吸收率和发射率均增加,选择吸收比下降;掺入Mo~(6+)样品的室温和高温电导率值均下降,主要是因为掺入离子减少了Co~(3+)-O-Co~(4+)反应单元和阻碍了双交换反应的进行,生成的低导电杂相又破坏了原连续的导电通路。电导率值的变化直接影响样品的发射率值,电导率降低对应发射率升高。     

固体电解质SO_x(x=2,3)气体传感器性能评价①

采用Ａｇ－β－Ａｌ＿２Ｏ＿３为固体电解质，以金属银为参比电极，多孔铂为工作电极，构成全固态ＳＯ＿ｘ电化学气体传感器，其响应电动势符合能斯特方程。评价研究了４５０～７５０℃温度范围内，温度、ＳＯ＿ｘ分压、气体流速与电动势响应之间的关系；在工作范围内，大量的ＣＯ＿２，ＮＯ＿２的存在不影响传感器对ＳＯ＿ｘ的响应。     

Sr_2Fe_(1-x)Mg_xMoO_6复合氧化物的甲烷催化燃烧性能研究

采用溶胶凝胶法制备了双钙钛矿结构Sr2Fe1-xMgxMoO6系列氧化物,通过XRD、BET、XPS、TG等手段对催化材料进行了物性表征;以甲烷纯氧燃烧为目标反应,研究了Mg离子对Fe离子进行掺杂替代对催化材料性能的影响.结果表明:Sr2Fe1-xMgxMoO6主要有两个阶段的失重过程,分别与吸附态氧和晶格氧的失去有关;Mg2+掺杂导致B位有序度的提高,对催化活性不利.     

Sm_(0.5)Ca_(0.5)Mn_(1-x)Al_xO_3的制备及低温磁性质研究

通过高温固相法制备了单相多晶样品,对样品的磁性质进行测量与分析.XRD结构分析表明,该样品为单相正交结构,空间群为Pnma.磁性的测量表明,低温下样品为相分离态.ZFC和FC出现分叉,表现出典型的相分离特征,在ZFC曲线6K处出现一个小峰.红外吸收光谱分析表明了Al掺杂引起MnO_6八面体的畸变.Sm_(0.5)Ca_(0.5)Mn_(0.90)Al_(0.10)O_3交流磁化率曲线实部峰没有随频率的变化发生很明显的温度偏移,而其虚部峰随频率的增加而下降.     

关于不定方程x(x 1)(x 2)(x 3)=10y(y 1)(y 2)(y 3)

运用递归数列的方法,证明了不定方程 x(x 1)(x 2)(x 3)=10y(y 1)(y 2)(y 3) 无正整数解.     

(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)Ti_(1-x)Zr_xO_3(x=0-0.05)压电陶瓷的制备及其电学性能研究

采用固相合成法制备了(Na_(0.5)Bi_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)Ti_(1-x)Zr_xO_3(x=0-0.05)压电陶瓷,通过XRD、SEM和电学性能测试方法研究了不同含量ZrO_2对陶瓷样品结构和性能的影响.XRD分析发现,ZrO_2的掺杂没有改变陶瓷的钙钛矿结构,但Zr元素的掺杂使得晶胞参数减小;SEM图片显示,随着ZrO_2的加入,样品平均晶粒尺寸减小,且晶粒尺寸分布更加均匀;ZrO_2的加入显著影响了样品的电学性能,随着ZrO_2的加入,室温剩余极化强度(P_r)、矫顽场(E_c)和压电常数(d_(33))都先增加后减小,当x=0.01时P_r和E_c分别达到最大值35.7μC/cm~2和4.72kV/mm,当x=0.03时d_(33)达到最大值144pC/N;随着ZrO_2的加入,陶瓷样品常温介电常数增大,退极化温度T_d逐渐下降,且各样品都具有典型的弛豫特性.     

(La_xSr_(1-x))(Ga_yMg_(1-y))O_3固体电解质的制备及性能研究

采用固相法制备了锶,镁掺杂的镓酸镧(LSGM)固体电解质材料,并对其结晶结构、表面形貌和室温下的电导率进行了研究.XRD分析表明,LSGM样品具有正交钙钛矿结构.利用SEM,分析了烧结保温时间对LSGM样品表面形貌的影响.通过交流阻抗仪测试了室温下LSGM各个组分的电导率,发现在实验中所制备的组分范围内,LSGM体系具有以下特点固定Sr的掺杂量,电导率随Mg的增加而降低;固定Mg的掺杂量,电导率随Sr的增加而增加.     

关于不定方程x(x+1)(x+2)(x+3)=Dy(y+1)(y+2)(y+3)(其中D=21,23)

主要运用pell方程、递推序列、同余式及(非)平方剩余等一些初等方法,证明了不定方程x(x+1)(x+2)(x+3)=21y(y+1)(y+2)(y+3)和x(x+1)(x+2)(x+3)=23y(y+1)(y+2)(y+3)无正整数解.     

钙钛矿锰氧化物Pr_(0.2)Gd_(0.3)Sr_(0.5)MnO_3的磁性研究

用固相反应法制备了掺杂多晶样品Pr0.2Gd0.3Sr0.5MnO3,用X射线衍射仪(XRD)和超导量子磁强计(SQUID)对其磁性进行了研究.研究结果表明:样品的单相性很好,具有单一正交畸变钙钛矿结构,空间群为Pbnm;掺杂后的样品在低温区表现出铁磁态,整个温度区出现了两个磁转变温度点(TC1=305K,TC2=110K);当温度为110~305K时,样品呈现出铁磁-顺磁混合态.     

(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)TiO_3-xNaSbO_3无铅压电陶瓷微结构与电学性能研究

采用传统压电陶瓷工艺制备了(1-x)B i0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-xNaSbO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了陶瓷的晶相结构和表面形貌,利用一些电学仪器测试了其介电和压电性能.结果表明,该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构,适量的NaSbO3掺杂可以提高该陶瓷的致密性.在室温下,当掺杂量为0.5%时,该体系表现出较好的压电性能:压电常数d33和机电耦合系数kp分别达到107pC/N和0.209;当掺杂量为0.7%时,εr和tanδ分别为1 551和0.05.     

(Zr02)0.92(Gd203)0.08固体电解质的水热法合成及其燃料电池性能

用新制备的(Zr,Gd)(OH)x·yH2O共沉淀作前驱体,在强碱性介质中水热合成了立方相(ZrO2)0 92(Gd2O3)0 08纳米晶.(ZrO2)0 92(Gd2O3)0 08纳米晶在较低的温度(1450℃)下烧结,制得了致密的固体电解质陶瓷样品,与通常的高温固相合成方法相比,烧结温度降低了150℃以上.本文还测定了水热反应介质pH值分别为13,11,9的陶瓷样品800℃～1000℃下的燃料电池性能.结果表明,该系列样品的燃料电池匀具有稳定的放电性能,在这一系列中又以用水热反应介质pH=9的陶瓷样品组成的燃料电池的性能最高,在1000℃下,其短路电流密度为240mA·cm-2.