基于相转化流延法的固体氧化物燃料电池阳极的修饰的开题报告.docx

基于相转化流延法的固体氧化物燃料电池阳极的修饰的开题报告
一、选题背景和意义
固体氧化物燃料电池（SOFC）由于其高能量密度、高效率、低污染等优点，已成为研究的热点。SOFC的阳极材料是影响电池性能的重要因素之一。传统的SOFC阳极材料主要为Ni/YSZ（氧化锆稳定氧化钇）复合材料，但由于其存在一系列缺陷，如Ni纳米颗粒的粒度增大、Ni杂质的析出和Ni与氧化物的反应等，使得Ni/YSZ阳极在高温下容易发生脱催化、析氢等不利影响。因此，需要通过修饰阳极来改善SOFC性能，以此解决传统阳极存在的问题。
相转化流延法是一种新兴的薄膜制备技术，其具有制备过程简单、制备速度快、质量稳定等优点。相转化流延法通过调节前体溶液的配方和流延条件等因素，可实现对材料微结构和性能的调控，并可制备出各种复杂形状的薄膜材料。因此，使用相转化流延法对SOFC阳极材料进行修饰具有广阔的应用前景。
二、研究内容和计划
本研究将采用相转化流延法对Ni/YSZ基础阳极材料进行修饰，主要研究以下内容：
1.前体溶液的配方调节：通过调节相转化前体溶液中Ni和YSZ材料配比，以及添加不同数量的表面活性剂、氧化剂等助剂，控制前体溶液的性质，制备符合要求的薄膜材料。
2.流延条件的优化：通过对流延参数的优化管理，如温度、压力、速度等因素进行调节，控制薄膜的厚度和颗粒分布，实现薄膜材料的均一性和稳定性。
3.修饰层对SOFC性能的影响研究：采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等表征手段，对修饰层的微观结构和相变行为进行分析研究，并对修饰后的阳极材料进行电化学测试，评估其在SOFC中的性能表现。
4.准备论文：总结研究成果，准备论文，向国内、国际相关期刊发表论文，并参加国内外学术会议进行交流和宣传。
三、研究方法
1.准备Ni/YSZ阳极材料；
2.设计相转化前体溶液的配方，调节助剂种类和添加数量；
3.使用匀速流延设备进行薄膜制备，结合SEM、TEM、XRD等技术对薄膜的形貌、结构和相变行为进行表征；
4.对制备出的阳极进行电化学测试，评估修饰层对SOFC性能的影响；
5.通过结果的比对和分析最终得出研究结论。
四、预期成果
1.通过相转化流延法对Ni/YSZ阳极材料进行修饰，制备出表面稳定、均一性好的复合薄膜材料；
2.研究修饰层的微观结构和相变行为，并评估其在SOFC中的性能表现；
3.提高SOFC阳极材料在高温下的稳定性和催化活性，为SOFC的设计和工业化生产提供新思路、新方法；
4.通过论文发表和学术会议交流，为相关领域的研究提供有益的参考。
五、研究难点和解决方法
难点：如何通过相转化流延法制备出稳定、均一性好的复合薄膜材料，并对其进行研究。
解决方法：通过前体溶液的配方调节和流延参数的优化控制，实现薄膜材料的均一性和稳定性，并采用SEM、TEM、XRD等表征手段进行分析和研究。
难点：如何评估修饰层对SOFC性能的影响。
解决方法：采用电化学测试对修饰后的阳极材料进行评估，同时结合表征分析数据进行结果的比对和分析，最终得出准确的结论。