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高温还原La_(1–x)Sr_(x)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)钙钛矿的晶体结构研究

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 1832-1840页

作者：陈冬梅徐序罗凌虹王乐莹程亮余剑峰杭琪景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403 国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心江西景德镇333001 景德镇陶瓷大学江西省燃料电池材料与器件重点实验室江西景德镇333001

La_(1–x)Sr_(x)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)(LSCM)是一种因具有优良综合性能而受到广泛关注的固体氧化物电池(SOC)钙钛矿型燃料电极材料,但其在SOC工况下受Sr含量、温度、气氛等因素影响时的结构稳定性方面仍缺乏系统深入的研究。采用柠檬... 详细信息

La_(1–x)Sr_(x)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)(LSCM)是一种因具有优良综合性能而受到广泛关注的固体氧化物电池(SOC)钙钛矿型燃料电极材料,但其在SOC工况下受Sr含量、温度、气氛等因素影响时的结构稳定性方面仍缺乏系统深入的研究。采用柠檬酸溶胶–凝胶法制备了不同Sr含量的LSCM粉体,对各样品在不同温度下还原处理后的晶体结构和晶型转变情况进行了XRD表征,发现经过还原热处理LSCM会发生菱方相和正交相之间的转变。详细探讨了LSCM的晶体结构随Sr含量和还原热处理温度变化的规律,并结合Fourier红外光谱和X射线光电子能谱表征以及第一性原理计算,从元素价态、金属—氧化学键强度、晶体结合能以及Jahn–Teller畸变等角度出发分析了Sr掺杂对体系结构稳定性的影响,阐明了与Sr含量及还原热处理温度相关的LSCM晶型转变机制。

关键词：固体氧化物电池燃料电极钙钛矿相变 Jahn–Teller畸变

高温还原LaSrCrMnO钙钛矿的晶体结构研究

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硅酸盐学报 2024年

作者：陈冬梅徐序罗凌虹王乐莹程亮余剑峰杭琪国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院景德镇陶瓷大学江西省燃料电池材料与器件重点实验室

La1–xSrxCr0.5Mn0.5O3(LSCM)是一种因具有优良综合性能而受到广泛关注的固体氧化物电池(SOC)钙钛矿型燃料电极材料，但其在SOC工况下受Sr含量、温度、气氛等因素影响时的结构稳定性方面仍缺乏系统深入的研究。采用柠檬酸溶胶-凝胶法制... 详细信息

La1–xSrxCr0.5Mn0.5O3(LSCM)是一种因具有优良综合性能而受到广泛关注的固体氧化物电池(SOC)钙钛矿型燃料电极材料，但其在SOC工况下受Sr含量、温度、气氛等因素影响时的结构稳定性方面仍缺乏系统深入的研究。采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了不同Sr含量的LSCM粉体，对各样品在不同温度下还原处理后的晶体结构和晶型转变情况进行了XRD表征，发现经过还原热处理LSCM会发生菱方相和正交相之间的转变。详细探讨了LSCM的晶体结构随Sr含量和还原热处理温度变化的规律，并结合Fourier红外光谱和X射线光电子能谱表征以及第一性原理计算，从元素价态、金属—氧化学键强度、晶体结合能以及Jahn-Teller畸变等角度出发分析了Sr掺杂对体系结构稳定性的影响，阐明了与Sr含量及还原热处理温度相关的LSCM晶型转变机制。

关键词：固体氧化物电池燃料电极钙钛矿相变 Jahn-Teller畸变

氧离子传导型固体氧化物电解池燃料电极的研究进展

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电化学 2020年第2期26卷 253-261页

作者：叶灵婷谢奎中国科学院福建物质结构研究所福建福州350002

固体氧化物电解池可高效地电解H2O/CO2制备燃料,越来越受到人们的重视.本文对近年来在燃料电极(阴极)材料方面的研究进展进行了全面综述,指出各种阴极材料的优缺点及发展趋势,强调亟待解决的关键科学与技术问题.

关键词：固体氧化物电解池燃料电极水蒸气电解二氧化碳电解共电解

固体氧化物电解池关键材料及其海水电解研究进展

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硅酸盐学报 2023年第10期51卷 2712-2726页

作者：李德胜郭虎胡莹珍何喜红邱国兴刘森辉李成新西安建筑科技大学冶金工程学院西安710048 西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室西安710049

固体氧化物电解池(SOEC)在本质上是固体氧化物燃料电池(SOFC)的逆向模式,通过电化学过程在电极侧实现氢气/碳氢燃料气体的析出,具有简单、灵活、低能耗等显著优势,能量转换效率高达85%~95%。作为目前极有望实现大规模高效制氢的先进电... 详细信息

固体氧化物电解池(SOEC)在本质上是固体氧化物燃料电池(SOFC)的逆向模式,通过电化学过程在电极侧实现氢气/碳氢燃料气体的析出,具有简单、灵活、低能耗等显著优势,能量转换效率高达85%~95%。作为目前极有望实现大规模高效制氢的先进电化学能量转化装置,SOEC稳定性和寿命的提升,对实现中国能源结构调整、推进“双碳”目标进程具有重要意义。本文针对燃料电极、固态电解质、氧电极3大关键部件的材料选择、服役性能等研究现状展开了系统讨论,分别对其电流密度、电压衰减率、阻抗、电导率及产氢速率等性能参数进行了详细归纳。在此基础上,提出了SOEC技术在未来电解海水制氢中的应用潜力,并就复合电极等关键部件材料的发展进行了展望。

关键词：固体氧化物电解池制氢燃料电极电解质氧电极

Ce掺杂La_(0.7)Sr_(0.3)Cr_(0.5)Fe_(0.5)O_(3-δ)材料的制备及其电化学性能

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硅酸盐通报 2022年第3期41卷 1012-1019页

作者：常宏常香玉苏世阳陈绘丽太原工业学院材料工程系太原030013 山西大学分子科学研究所山西省能源转换与存储重点实验室太原237016

近年来化石燃料大量消耗导致环境污染日益严重,固体氧化物电解池(SOEC)能够高效、环境友好地将CO_(2)转化为CO等高附加值化学品,因此受到广泛关注。开发高效稳定的SOEC需要采用性能优异的电极材料,La_(0.7)Sr_(0.3)Cr_(0.5)Fe_(0.5)O_(3... 详细信息

近年来化石燃料大量消耗导致环境污染日益严重,固体氧化物电解池(SOEC)能够高效、环境友好地将CO_(2)转化为CO等高附加值化学品,因此受到广泛关注。开发高效稳定的SOEC需要采用性能优异的电极材料,La_(0.7)Sr_(0.3)Cr_(0.5)Fe_(0.5)O_(3-δ)(Sto-LSCrF)钙钛矿氧化物因其优异的氧化还原稳定性受到了高度重视。为进一步提高Sto-LSCrF燃料电极材料电解CO_(2)的能力,在Sto-LSCrF的A位掺杂Ce来调控Ce_(0.08)La_(0.62)Sr_(0.3)Cr_(0.5)Fe_(0.5)O_(3-δ)(Ce-LSCrF)中可移动氧空穴含量以便提高其对CO_(2)的吸附/活化能力,进而改善其电化学性能。同时对材料的相结构、氧空穴含量以及其对CO_(2)的吸附/脱附能力进行详细的表征和分析。此外,我们还探究了Ce-LSCrF的电化学性能,发现与Sto-LSCrF相比,Ce-LSCrF燃料电极表现出较高的电解性能,也显示出较好的恒压稳定性,电解性能的增强归因于Ce-LSCrF晶格中较多的可移动氧空位可有效吸附/活化CO_(2),以上试验结果表明Ce-LSCrF是性能优异的CO_(2)电解材料。

关键词：固体氧化物电解池钙钛矿电解CO_(2) 氧空穴燃料电极 Ce掺杂

固体氧化物电池BaxSr2-xFe1.5+yMo0.5O6-δ基燃料极电催化材料的研究

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固体氧化物电池BaxSr2-xFe1.5+yMo0.5O6-δ基燃料极电催化材料的...

作者：刘婉珍深圳大学

学位级别：硕士

固体氧化物电池（SOC）包括固体氧化物燃料电池（SOFC）与固体氧化物电解池（SOEC）,是一种先进的能源转化技术。当电池处于SOFC的运行模式时,可以使用烷烃、氢气等燃料高效清洁的发电;当电池处于SOEC的运行模式时,可以利用太阳能、风... 详细信息

固体氧化物电池（SOC）包括固体氧化物燃料电池（SOFC）与固体氧化物电解池（SOEC）,是一种先进的能源转化技术。当电池处于SOFC的运行模式时,可以使用烷烃、氢气等燃料高效清洁的发电;当电池处于SOEC的运行模式时,可以利用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源直接将电能转化为化学能,如可高效电解水制氢气。SOC的燃料极电催化材料至关重要,传统用于SOC燃料极的Ni电催化材料虽具有催化活性高、电子电导性好等优点,但在SOFC烷烃燃料中容易积碳失活,在SOEC电解水时容易粗化或氧化而失效。本文针对此问题,研究用于SOC的高稳定性、高催化活性的掺杂型双钙钛矿SrFeMoO电催化材料。而且实现掺杂SrFeMoO电催化材料对乙烷脱氢制乙烯的高催化选择性,从而创新性地开发了氧离子导体SOFC不仅能用乙烷高效发电且同时得到高选择性的乙烯增值化学品。具体而言,本文主要研究内容归纳如下:（1）双钙钛矿SrFeMoO燃料电极材料进行B位过量Fe掺杂。掺杂后的燃料电极材料在还原气氛下可以原位析出Fe纳米颗粒,而且纳米颗粒在析出的同时保证了材料的稳定性,增加了反应的活性位点,提高了燃料电极材料在还原气氛下的催化活性。随后将SrFeMoO用于氧离子导体电解质支撑型的SOFC中,750℃下7.5 h的长期测试中,单电池的输出功率可以保持稳定且乙烷脱氢的催化性能良好,表明SrFeMoO燃料电极具有良好的抗积碳性和电催化活性,用于燃料电池可以实现乙烯和电能的共生。（2）在SrFeMoO的基础上对其A位进行Ba元素的掺杂,部分替代Sr元素。利用大的离子半径元素掺杂造成晶格膨胀获取更多的氧空位,提高材料的催化活性。当掺杂量为x=0.2时,得到的燃料电极的极化阻抗最低。随后将BaSrFeMoO用于氧离子导体电解质支撑型的SOFC中,750℃下50 h的长期测试中,BaSrFeMoO表现出良好的抗积碳稳定性和电催化活性。（3）将共掺杂后的材料BaSrFeMoO作为电极材料用于氧离子导体电解质支撑型SOEC研究乙烷和水蒸气的共电解,研究结果表明乙烷的引入可以有效降低电解水制氢的运行成本,提高电解水制氢的效率;对电池的稳定性进行测试,结果表明电池在短期和长期的测试中并没有出现明显的衰减,说明电池结构在不同电压工作条件下都能保持良好的稳定性。

关键词：钙钛矿电催化剂固体氧化物电池燃料电极电解水乙烷脱氢

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固体电解质燃料电池材料

电池 1994年第1期24卷 33-36页

作者：李春鸿中国科学院长春应用化学研究所吉林130022

综述了固体电解质燃料电池的构成材料,燃料电极、空气电极、电解质、支撑体、隔膜材料以及连接材料的目前研究情况。

关键词：固体电解质燃料电池燃料电极

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电化学催化与能源利用

河南科技 1982年第5期 13-19页

作者：李国栋河南省科学院能源研究所

前言电化学催化是催化科学中极为活跃而且发展很快的学科之一,非均相催化理论和应用的不少问题的解决与电化学催化的发展有关。近年来,从电化学催化剂的选择和制备到电化学催化机理的阐明都取得很大成绩。为了弄清电化学催化机

关键词：熔融碳酸盐燃料电池氧电极能量转换效率固体氧化物电解质燃料电极锌—空气电池空气电极气体电极催化剂电化学催化气体扩散电极氢电极能源利用

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直接碳固体氧化物电池阳极催化剂研究概述

有色设备 2021年第2期35卷 6-8,18页

作者：肖杰郝森然吴昊曾晓苑昆明理工大学冶金与能源工程学院锂离子电池及材料制备技术国家地方联合工程实验室云南省先进电池材料重点实验室云南昆明650093

纵观全球,能源危机和环境污染日益严重,传统的燃煤火力发电方式会排放大量的温室气体且效率低下,因此我们迫切寻求并开发煤炭等化石燃料清洁利用的新技术,而直接碳固体氧化物燃料电池是一种很有前途的解决方案。在直接碳固体氧化物燃料... 详细信息

纵观全球,能源危机和环境污染日益严重,传统的燃煤火力发电方式会排放大量的温室气体且效率低下,因此我们迫切寻求并开发煤炭等化石燃料清洁利用的新技术,而直接碳固体氧化物燃料电池是一种很有前途的解决方案。在直接碳固体氧化物燃料电池中,阳极电极催化剂是电池性能提升的关键。因此,本文介绍了直接碳固体氧化物燃料电池的基本知识,详细总结了各种阳极催化剂材料在直接碳固体氧化物燃料电池中的应用,为直接碳固体氧化物燃料电池阳极材料的高效开发和研究提供了参考和方向。

关键词：直接碳固体氧化物燃料电池阳极催化剂燃料电极