孟秀霞
,
杨乃涛
,
谭小耀
,
郭红
材料科学与工程学报
用溶胶-凝胶法在多孔阳极氧化铝模板中制备了ZrO2纳米管.通过SEM和TEM表征了ZrO2纳米管的形貌,用选区电子衍射和XRD研究了ZrO2纳米管的晶体结构,FT-IR分析了zrO2纳米管的键合结构.结果表明,所制备的纳米管阵列高度有序,管径和长度分别与AAO模板的孔径和厚度相当;纳米管管壁的厚度随浸泡时间增加而增厚,可通过控制浸泡时间等因素来制备不同孔径的纳米管或线.ZrO2纳米管为单斜晶和立方晶形的多晶结构;纳米管的形成机理是溶胶粒子在AAO模板孔壁酸位上的吸附.
关键词:
二氧化锆
,
纳米管/纳米线
,
溶胶-凝胶
,
阳极氧化铝模板
杨乃涛
,
孟秀霞
,
谭小耀
,
李正民
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00409
以NiO和Ce0.8Gd0.2O1.9(CGO)为原料, 通过静压成型, 在1450℃高温焙烧, 并于700℃用80%He气稀释的H2还原后, 制成了Ni-CGO中温固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极, 测定了阳极的孔特性, 用SEM观察了阳极的微观形貌, 通过XRD衍射图谱表征了阳极材料还原前后的晶相变化, 用EDS分析了阳极的元素组成与分布, 测试了阳极的电导率和燃料电池性能. 研究结果表明, 所制备的Ni-CGO阳极孔径主要在1～2μm, 孔隙率随NiO含量的增加而增大, 最大可达到30%. 通过SEM观察可知金属相与CGO陶瓷相融合良好, 阳极与电解质结合紧密, 用20%的H2气体700℃可将NiO彻底还原成金属Ni, 但是CGO晶相没有变化, 还原后的阳极电导率随NiO量减少而降低, NiO质量比为40%时是电导率的阈值; 用Ni-CGO为阳极, CGO为电解质, LSCF为阴极制备的中温SOFC功率密度650℃可达0.14W/cm2.
关键词:
SOFC
,
anode
,
Ni-CGO
杨乃涛
,
孟秀霞
,
谭小耀
,
李正民
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.02.025
以NiO和Ce0.8Gd0.2O1.9(CGO)为原料,通过静压成型,在1450℃高温焙烧,并于700℃用80%He气稀释的H2还原后,制成了Ni-CGO中温固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极,测定了阳极的孔特性,用SEM观察了阳极的微观形貌,通过XRD衍射图谱表征了阳极材料还原前后的晶相变化,用EDS分析了阳极的元素组成与分布,测试了阳极的电导率和燃料电池性能.研究结果表明,所制备的Ni-CGO阳极孔径主要在1～2μm,孔隙率随NiO含量的增加而增大,最大可达到30%.通过SEM观察可知金属相与CGO陶瓷相融合良好,阳极与电解质结合紧密,用20%的H2气体700℃可将NiO彻底还原成金属Ni,但是CGO晶相没有变化,还原后的阳极电导率随NiO量减少而降低,NiO质量比为40%时是电导率的阈值;用Ni-CGO为阳极,CGO为电解质,LSCF为阴极制备的中温SOFC功率密度650℃可达0.14W/cm2.
关键词:
SOFC
,
阳极
,
Ni-CGO
宫勋
,
孟秀霞
,
杨乃涛
,
谭小耀
,
尹屹梅
,
马紫峰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12755
本研究利用相转化共纺丝法一步制备出微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)用电解质/阳极(YSZ/NiO-YSZ)双层中空纤维膜,将制得的YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维膜前驱体经1450℃烧结后,以纯H2在700℃下还原4h得到YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维膜.电解质YSZ膜层厚度通过改变YSZ铸膜液挤出速率来调节.将La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)阴极乳浆浸渍涂覆在烧结后的YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维膜外,经1200℃烧结后形成微管式固体氧化物燃料电池.结果表明,当阳极铸膜液以10 mL/min速率挤出,而电解质铸膜液挤出速率为0.5、1、1.5、2 mL/min时,构造的YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维膜电解质层厚度分别为6、13、18、28 μm,其机械强度、气密性均随着电解质层厚度增加而增大,但电导率与孔隙率受电解质层厚度的影响较小.YSZ膜厚度为28 μm的MT-SOFC,800℃时以20 mL/min氢气作为燃料,30 mL/min空气作为氧化剂,最大开路电压为1.01V,最大输出功率只有75 mW/cm2.但同样测试条件下,YSZ膜厚度为6μm的MToSOFC,开路电压为0.92 V,最大输出功率升至329 mW/cm2.
关键词:
双层中空纤维
,
YSZ电解质膜
,
相转化法
,
微管式固体氧化物燃料电池
,
共纺丝-共烧结
杨乃涛
,
申义驰
,
延威
,
孟秀霞
,
谭小耀
,
马紫峰
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140185
利用相转化纺丝法制备了NiO-YSZ中空纤维,在其外表面负载YSZ膜1450℃共烧后形成YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维.阳极孔结构通过芯液(N-甲基砒咯烷酮(NMP)+乙醇)中溶剂NMP的含量来控制.当NMP含量从0、30wt％、50wt％、70wt％增加到100wt％时,阳极的孔结构由指状孔/海绵孔/指状孔三明治结构逐渐成为贯通的指状孔结构,电解质膜致密性、还原后的双层中空纤维的机械强度、阳极电导率逐渐减小,而孔隙率则增加.多孔的阴极Ag涂敷于致密的电解质膜外表面构成微管SOFC.H2/空气微管SOFC的浓差极化随着指状孔长度的增加而减小,当NMP含量为70wt％时,输出性能最佳,最大功率密度为662 mW/cm2 (800℃),此时极化阻抗最小.
关键词:
微管固体氧化物燃料电池
,
相转化法
,
阳极微结构
,
浓差极化
孟波
,
谭小耀
,
孟秀霞
硅酸盐通报
doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.06.018
分别采用基于Pechini法的溶胶低温燃烧法和共沉淀法制备了Sr0.9Ce0.9Y0.1O3-δ(SCY)超细陶瓷粉.应用X射线衍射、扫描电镜、能量散射谱和激光粒度分析仪对陶瓷粉体的结构和组成进行了表征,并研究了两种方法制备的粉体的烧结性能.结果表明:用溶胶低温燃烧法制备的SCY粉体为近似球形、粒径小于50nm,粒度分布范围窄,在1250℃烧结致密;用共沉淀法制备的粉体具有钙钛矿结构,粒径小于0.25μm、粒度分布窄,在1300℃烧结致密.此外,SCY致密膜具有一定的透氢作用,850℃氢渗速率在2×10-3 mL·cm-2·min-1左右.
关键词:
固体电解质
,
Sr0.9Ce0.9Y0.1O3-δ
,
陶瓷粉
,
透氢
