中温固体氧化物燃料电池复合电极的浸渗制备及性能研究的任务书.docx

中温固体氧化物燃料电池复合电极的浸渗制备及性能研究的任务书
一、研究背景及意义
固体氧化物燃料电池（SolidOxideFuelCell，SOFC）是一种具有高效、环保、可靠等特点的新型能源转换技术，其优点包括高能量转换效率、低污染、灵活性及可靠性强等。作为能源转换技术的重要领域，SOFC的研究重点在于改善其性能和降低成本，其中电极的性能对SOFC的发展至关重要。
本研究将重点研究中温SOFC复合电极的浸渗制备及性能，其在SOFC中，电极主要起到将氧分解成O2-离子，在阳极气室中再次与H2分子结合，产生电子，完成整个电化学过程。本项目将通过浸渗法制备SOFC电极，利用优异的导电性能，使复合电极体系的电极活性位点得到充分利用，提升其催化性能，提高其转换效率，从而为SOFC技术开发提供一定的理论指导。
二、研究内容及步骤
1.优化制作复合电极的工艺流程。
复合电极体系的性能受到其制备工艺和条件的影响。本项目将运用Nd0.5Sr0.5Co0.5Fe0.5O3-δ（NSFCF）为阳极、La1-xSrxMnO3（LSM）为阴极材料，选用La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）为电解质制作复合电极，并优化工艺流程，如浸渗时间、浸渗溶液浓度、烧结温度等，制备具有优良性能的电极。研究不同浓度和时间的浸渗溶液与电极性能之间的相关性，为复合电极性能的优化提供实验基础。
2.表征复合电极的微结构和物理化学性质。
利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等技术对制备的复合电极的微观结构进行表征。分析复合电极的晶体结构、粗细度、颗粒形貌，扫描电镜对颗粒表面进行形态结构的特点表征。利用电化学工作站，研究复合电极的电化学响应和电化学性质，测定复合电极的电化学效率，探讨不同条件下复合电极的催化机理，并对电化学测试结果进行实际分析，以确定电极在SOFC中的性能。
三、研究意义和预期结果
本项目将以SOFC复合电极的浸渗制备及性能研究为主题，涉及燃料电池学科的复合材料、电化学、电极催化等方面的综合性研究，具有重要意义和应用前景。主要意义和预期结果如下。
1.提高SOFC电极性能，缩短SOFC预热时间。
通过浸渗法制备复合电极，在复合电极体系表面增加更多活性位点，提高电极催化活性，提升其转换效率。同时通过复合电极预热实验，探究不同预热时间对复合电极性能的影响，从而缩短SOFC预热时间。
2.寻找优化工艺参数的方案，提高电极制作效率。
在制备复合电极时，选用Nd0.5Sr0.5Co0.5Fe0.5O3-δ和La1-xSrxMnO3为阳极和阴极材料，制作过程中，优化不同时间和浓度，寻找最佳的电极制作方案，通过SEM、TEM等技术实验，确立优化制作复合电极的有效措施，提高电极制作效率。
3.为SOFC技术开发提供理论指导。
本项目将深入研究复合电极的结构、电化学性质及其催化机理，探讨不同条件下电极的催化活性等问题，对SOFC技术开发提供一定的理论指导，对新能源领域有重要的推进作用。
四、研究计划和进度安排
1.文献调研及理论学习：1个月。
2.电极制备工艺参数测试与优化：2个月。
3.复合电极性能测试及表征：2个月。
4.电极的性能评估及对比研究：2个月。
5.研究数据汇总与分析，撰写研究报告和论文：1个月。
五、研究条件和保障
本研究计划需要电化学工作站、X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜等大型仪器设备，需要较高的实验环境和耐心的实验人员，以保证研究的可靠性和有效性。同时需要资金、时间等的保障，以保证研究的顺利进行。