原位拉曼光谱技术研究中低温固体氧化物燃料电池的性能衰减机制

项目名称： 原位拉曼光谱技术研究中低温固体氧化物燃料电池的性能衰减机制

项目编号： No.11274138

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 纪媛

作者单位： 吉林大学

项目金额： 86万元

中文摘要： 固体氧化物燃料电池(SOFC)具有发电效率高，对环境友好等独特的优势，在能源、环境问题日益严重的今天，越来越受到各国的普遍重视。随着中低温化的进程，电解质薄膜技术的应用，研究的重点从电解质向电极转移，因为在相对低的操作温度下电极对电池性能降低的贡献将大于电解质。为了能直接了解燃料电池工作状态下新电极材料化学组分，空间结构和元素氧化还原状态的变化，本项目利用Raman 光谱技术对晶体结构的短程结构变化和氧缺位很敏感的特点，将原位拉曼技术与电性能测试技术匹配，结合异位XRD、SEM、XPS等手段，考察在中低温（400oC-750oC）范围内，新电极材料的性能及性能退化机制。对SOFC电极材料的微结构进行深入的基础性研究，揭示材料设计、制备工艺、微观结构及电化学性能之间的内在联系，进而优选出合适的SOFC关键材料。

中文关键词： 固体氧化物燃料电池；电极材料；拉曼光谱；超级电容器；

英文摘要： Solid oxide fuel cells (SOFCs) have drawn much attention due to the high power density and clean production in recent years when the problem of energy and environment becomes more and more serious. Low and intermedium-temperature SOFCs are prospective by using film electrolyte.The shift in emphasis has been driven from the electrolyte to the electrodes where the electrodes show a higher percentage of the voltage loss for IT-SOFCs.In order to find out new electrodes' compoments, structure and redox state under the real working conditions, in this proposal, we plan to prepare a new type of measuring system which can combine in-situ Raman and electrochemical test.Together with ex-situ test such as XRD,SEM,XPS, we analyse the new materials' properties and its' degradation mechanism for IT-SOFCs（400oC-750oC）.We will develop a fundamental research on the electrodes from its molecule to crystal structure, reveal the relationship between the material design, fabrication technology, microstructure and electrochemical performances. Our research will give an useful information for the practical application of the intermedium-temperature SOFCs.

英文关键词： Solid oxide fuel cells；Eelectrode；Raman；Supercapacitor；