平板式固体氧化物电解池（SOEC）制氢研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 丁军锋 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010-05-30 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王蔚国 ; 许 赪 |
| 关键词 | 高温固体氧化物电解池 氧电极 LSM/YSZ LSCF 氢电极 |
| 中文摘要 | 氢能作为能量密度高、无污染的生态清洁能源，一直是国际能源领域的一个研究热点。高温蒸气电解（HTSE）可以提供一种高效、环境友好的大规模制氢途径。高温固体氧化物电解池(SOEC)在高温下将水蒸气高效电解为氢气和氧气，结合核能在理论上可以实现高达50%的热氢转化效率，近年来倍受各国科技工作者的关注。目前高温固体氧化物电解池（SOEC）制氢尚处于起步阶段，选择理想的电极材料、提高电解池寿命和能量效率、降低制氢成本等都是研发过程中尚待解决的关键问题。本文在中国科学院宁波材料技术与工程研究所燃料电池（SOFC）事业部成熟的燃料电池技术的基础之上，主要开展以下几方面的工作： 1、首先就实验用SOEC陶瓷测试系统，从氢电极载水气体种类、载水气体流量和湿度这三方面，研究它们对SOEC性能的影响。实验发现，氢电极载水气体为H2，流量为0.2-0.3 SLM，湿度为70%时，电解池SOEC性能达到最好的电解效果。 2、从氧电极研究角度出发，构建了氧电极材料分别为(La,Sr)MnO3/YSZ(LSM/YSZ)和La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF)的固体氧化物电解池（SOECs）。在温度为750℃，电流密度为0.25A.cm−2 的SOEC模式下，通过对两种类型的SOECs进行了约110小时的电解实验，发现它们表现出完全不同的电解性能。LSM/YSZ氧电极在电解过程中存在激活过程；而以LSCF为阳极的电解池在电解开始阶段无激活现象，在电解中间阶段则出现明显衰减。 3、从氢电极研究角度出发，对两片不同批次燃料电池LSM1样品与LSM2样品分别进行SOEC-SOFC测试，发现LSM1样品表现出优越的SOEC-SOFC性能，这可能与样品的LSM/YSZ氧电极与电解质结合、氢电极中Ni沉积以及氢电极孔隙率有关。 4、设计了一种新型SOEC电解池堆结构，综合考察了LSM/YSZ/Ni-YSZ电池氢氧电极接触以及各部件对SOFC-SOEC性能的影响。实验发现：SOEC堆型测试系统在相同充电电流密度下电解电压远低于SOEC陶瓷测试系统，制氢效率高。在120个小时电解实验中，SOEC堆型测试系统各部件运行平稳，未见重大衰减出现。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-07-21 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/536]  |
| 专题 | 宁波材料技术与工程研究所_硕/博士论文成果 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 丁军锋. 平板式固体氧化物电解池（SOEC）制氢研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：宁波材料技术与工程研究所
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