| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-45页 |
| 1.1 研究背景 | 第13-15页 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池简介 | 第15-28页 |
| 1.2.1 工作原理 | 第15-16页 |
| 1.2.2 理论电动势与开路电压 | 第16-17页 |
| 1.2.3 极化作用 | 第17-22页 |
| 1.2.3.1 典型的I-V曲线 | 第17-19页 |
| 1.2.3.2 活化极化 | 第19-20页 |
| 1.2.3.3 欧姆极化 | 第20-21页 |
| 1.2.3.4 浓差极化 | 第21-22页 |
| 1.2.4 电池结构及其特点 | 第22-26页 |
| 1.2.4.1 整体结构及其特点 | 第22-24页 |
| 1.2.4.2 支撑体的结构及其特点 | 第24-26页 |
| 1.2.5 效率及燃料利用率 | 第26-27页 |
| 1.2.6 发展趋势 | 第27-28页 |
| 1.2.6.1 中低温化 | 第27-28页 |
| 1.2.6.2 固体氧化物燃料电池的逆向运用——固体氧化物电解池的研究 | 第28页 |
| 1.2.6.3 以含碳燃料运行的固体氧化物燃料电池 | 第28页 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池的关键材料 | 第28-34页 |
| 1.3.1 电解质材料 | 第29-32页 |
| 1.3.1.1 氧化锆基电解质 | 第29-30页 |
| 1.3.1.2 氧化铈基电解质 | 第30页 |
| 1.3.1.3 镓酸镧基解质 | 第30-32页 |
| 1.3.2 阳极材料 | 第32-34页 |
| 1.3.2.1 金属-陶瓷复合阳极材料 | 第32-33页 |
| 1.3.2.2 萤石型阳极材料 | 第33页 |
| 1.3.2.3 钙钛矿型阳极材料 | 第33-34页 |
| 1.3.3 阴极材料 | 第34页 |
| 1.4 固体氧化物燃料电池的燃料 | 第34-41页 |
| 1.4.1 以氢气为燃料 | 第35页 |
| 1.4.2 以CO为燃料 | 第35-36页 |
| 1.4.3 以碳氢化合物为燃料 | 第36-39页 |
| 1.4.4 直接以碳为燃料 | 第39-41页 |
| 1.5 以丙烷为燃料的固体氧化物燃料电池 | 第41-43页 |
| 1.6 本论文的研究目的及研究内容 | 第43-45页 |
| 第二章 实验材料与测试方法 | 第45-52页 |
| 2.1 实验材料 | 第45-46页 |
| 2.2 仪器设备及型号 | 第46-47页 |
| 2.3 SOFC测试系统简介 | 第47-48页 |
| 2.3.1 SOFC测试导线连接 | 第47-48页 |
| 2.3.2 SOFC测试气体导入及导出装置 | 第48页 |
| 2.4 SOFC的物理化学表征方法及原理 | 第48-52页 |
| 2.4.1 X射线衍射分析(XRD) | 第48-49页 |
| 2.4.2 拉曼光谱分析(Raman) | 第49页 |
| 2.4.3 扫描电子显微镜表征(SEM) | 第49页 |
| 2.4.4 X射线色散能谱分析(EDX) | 第49-50页 |
| 2.4.5 气相色谱仪分析(GC) | 第50页 |
| 2.4.6 电化学性能测试 | 第50-52页 |
| 2.4.6.1 开路电压测试 | 第50页 |
| 2.4.6.2 交流阻抗测试(EIS) | 第50页 |
| 2.4.6.3 伏安特性曲线扫描(I-V) | 第50-51页 |
| 2.4.6.4 恒电流放电测试(稳定性\寿命测试) | 第51-52页 |
| 第三章 直接以丙烷为燃料的银基阳极固体氧化物燃料电池 | 第52-72页 |
| 3.1 引言 | 第52-54页 |
| 3.2 实验 | 第54-57页 |
| 3.2.1 电解质支撑体的制备 | 第54-55页 |
| 3.2.2 全电池的制备和组装 | 第55-56页 |
| 3.2.3 测试和表征 | 第56-57页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第57-71页 |
| 3.3.1 电化学性能测试 | 第57-62页 |
| 3.3.2 电化学阻抗分析 | 第62-63页 |
| 3.3.3 稳定性测试 | 第63-65页 |
| 3.3.4 电镜分析及拉曼表征 | 第65-68页 |
| 3.3.5 机理分析 | 第68-71页 |
| 3.4 本章小节 | 第71-72页 |
| 第四章 直接使用碳燃料的固体氧化物燃料电池 | 第72-90页 |
| 4.1 引言 | 第72-74页 |
| 4.2 实验 | 第74-79页 |
| 4.2.1 采用丙烷裂解碳为燃料的DC-SOFC制备及表征 | 第74-75页 |
| 4.2.1.1 电池的制备 | 第74页 |
| 4.2.1.2 丙烷积碳燃料的获得 | 第74-75页 |
| 4.2.1.3 电化学测试和表征 | 第75页 |
| 4.2.2 两步法使用碳燃料的SOFC | 第75-79页 |
| 4.2.2.1 材料及其制备 | 第75-76页 |
| 4.2.2.2 电极浆料的制备 | 第76-77页 |
| 4.2.2.3 阳极-电解质半电池的制备 | 第77页 |
| 4.2.2.4 全电池的制备与组装 | 第77-78页 |
| 4.2.2.5 两步法直接碳SOFC系统的测试与组装 | 第78-79页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第79-89页 |
| 4.3.1 使用丙烷积碳为燃料的DC-SOFC | 第79-82页 |
| 4.3.1.1 使用镍催化剂获得的丙烷积碳燃料的成分分析 | 第79页 |
| 4.3.1.2 电化学性能测试 | 第79-81页 |
| 4.3.1.3 恒流放电测试 | 第81页 |
| 4.3.1.4 机理分析 | 第81-82页 |
| 4.3.2 两步法高效使用碳燃料的SOFC系统 | 第82-89页 |
| 4.3.2.1 两步法中第一步DC-SOFC产生的CO量 | 第82-83页 |
| 4.3.2.2 物相表征 | 第83-84页 |
| 4.3.2.3 单电池性能测试 | 第84-87页 |
| 4.3.2.4 两步法直接碳SOFC系统测试 | 第87-89页 |
| 4.4 本章小结 | 第89-90页 |
| 第五章 两步法高效使用丙烷的固体氧化物燃料电池 | 第90-110页 |
| 5.1 引言 | 第90-91页 |
| 5.2 实验 | 第91-94页 |
| 5.2.1 全电池的制备 | 第91-92页 |
| 5.2.2 Fe_2O_3催化剂的制备与应用 | 第92页 |
| 5.2.3 测试和表征 | 第92-94页 |
| 5.2.3.1 丙烷流量测试 | 第92-93页 |
| 5.2.3.2 Fe催化剂分析 | 第93页 |
| 5.2.3.3 两步法高效使用丙烷的SOFC的放电测试 | 第93-94页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第94-108页 |
| 5.3.1 Fe催化剂在不同燃料流速下对SOFC电池性能的影响 | 第94-96页 |
| 5.3.2 I-V扫描方向对电化学性能的影响 | 第96-99页 |
| 5.3.3 Fe_2O_3催化剂积碳测试与讨论 | 第99-103页 |
| 5.3.4 丙烷在Fe催化剂上沉积的碳为燃料的DC-SOFC的放电测试 | 第103-106页 |
| 5.3.5 两步法高效使用C_3H_8的SOFC的放电测试 | 第106-108页 |
| 5.4 本章小结 | 第108-110页 |
| 结论与展望 | 第110-113页 |
| 参考文献 | 第113-129页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第129-132页 |
| 致谢 | 第132-134页 |
| 附件 | 第134页 |
