直接碳氢化合物SOFC新型双钙钛矿结构阳极材料的研究

项目名称： 直接碳氢化合物SOFC新型双钙钛矿结构阳极材料的研究

项目编号： No.51202018

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无机非金属材料学科

项目作者： 沈羽

作者单位： 长春理工大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 固体氧化物燃料电池（SOFC）较高的工作温度（500-1000 oC）使其对燃料具有很大适应性，采用碳氢化合物作燃料大大减少了常用的氢燃料存在的储氢难题。然而，常用的Ni/YSZ阳极材料采用碳氢化合物作燃料时会出现碳沉积现象，从而在很大程度上降低了电池的输出性能。本项目拟对新型双钙钛矿结构的LnBaFe2O5+δ（Ln=Pr，Nd，Sm，Gd）基阳极材料进行研究，通过对其进行碱土金属离子掺杂和与电解质材料复合以及浸渍的方法，优化该类材料的性能，以期获得具有良好耐积碳能力和高催化性能的直接烃类SOFC阳极材料。系统研究该类材料的微结构、高温电子离子输运机制、燃料气体在阳极的催化氧化反应机理，以期从理论和性能上取得突破，为设计一类新型的直接碳氢化合物SOFC阳极材料提供指导性意见，扩大SOFC阳极材料的选择范围。

中文关键词： 固体氧化物燃料电池；碳氢化合物；阳极；双钙钛矿；电化学性能

英文摘要： Solid oxide fuel cell (SOFC) higher operating temperature (500-1000 oC) make its fuel flexibility, the use of hydrocarbons used as fuel significantly reduces the problem hydrogen storage for hydrogen fuel. However, the commonly Ni/YSZ anode material will suffer from carbon deposition and sulfur poisoning in the operating temperature which makes the cell performance reduce dramatically. This study developed a novel double perovskites structure LnBaFe2O5+δ (Ln = Pr, Nd, Sm, Gd) anode material, through doping alkaline earth element or compound with the electrolyte material and impregnated with electrolyte, to develop highly catalytic anode with the capability to resistant to carbon deposition. The microstructure of these materials, high-temperature electron and ion transport mechanism, the fuel gas in the anode electro-catalytic reaction mechanism were investigated in detailed, with a view to the theory and performance breakthrough for the design of a new class of direct hydrocarbon SOFC anode materials to provide guidance to expand the range of options SOFC anode materials.

英文关键词： Solid oxide fuel cell；Hydrocarbon；Anode；Double perovskites；Electrochemical performance