对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备及性能研究的任务书.docx

对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备及性能研究的任务书
一、任务背景和意义
随着现代社会的不断发展和人们对环境保护意识的提高，清洁能源成为人们日常生活和工业生产中的重要组成部分。燃料电池作为一种清洁、高效、节能的能源转换设备，因其能实现能源转换的同时减少污染物排放，成为各国发展新能源的重要方向之一。
对称固体氧化物燃料电池（SOFC）由于具有高能量转化效率、高热电效应、无机质燃料的可利用性等优点而备受关注。SOFC的性能主要取决于其电极材料的性质，因此研究对称固体氧化物燃料电池电极材料的制备及性能对于提高SOFC的电化学性能和推进其工业化应用具有重要意义。
二、任务内容
1.制备对称固体氧化物燃料电池电极材料：选定适宜的原料，采用不同的制备工艺如固相法、湿法、物理气相沉积法等，制备对称固体氧化物燃料电池电极材料，包括阳极和阴极。
2.测试电极材料的物理化学性质：利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段测试电极材料的物理化学性质，包括结构形貌、晶体结构、表面形貌等。
3.测试电极材料的电化学性能：采用旋转环盘电极、交流阻抗等手段测试电极材料的电化学性能，包括电化学活性面积、电极电势、电子传导性能、离子传导性能等。
4.分析电极材料的制备工艺对电化学性能的影响：分析不同制备工艺对电极材料的物理化学性质和电化学性能的影响，为制备高性能的电极材料提供理论依据。
5.探索电极材料的优化方案：结合实验分析和仿真模拟，探索电极材料的优化方案，提高其电化学性能和稳定性。
三、预期成果
1.制备出高性能的对称固体氧化物燃料电池电极材料。
2.系统了解电极材料的物理化学性质和电化学性能。
3.深入分析制备工艺对电极材料性能的影响，提出优化方案。
4.为对称固体氧化物燃料电池的研发提供参考。
四、实施方案
1.选定原料及制备工艺，制备对称固体氧化物燃料电池电极材料。
2.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段测试电极材料的物理化学性质。
3.采用旋转环盘电极、交流阻抗等手段测试电极材料的电化学性能。
4.分析电极材料的物理化学性质和电化学性能，挖掘制备工艺和材料的优化方案。
5.总结实验结果，撰写成果报告并进行成果展示。
五、人员组成
1.研究生1-2名
2.指导教师1名
六、时间安排
1.前期文献调研和实验室建设：1个月。
2.材料制备和物理化学性质测试：3-4个月。
3.电化学性能测试和分析：4-5个月。
4.成果撰写和展示：1个月。
七、经费预算
本项目的研究经费包括实验室建设费、材料采购费、测试费等。根据研究生的实验需求，经费需求大约在20万元左右。
八、风险评估
由于制备对称固体氧化物燃料电池电极材料的工艺复杂，可能出现制备失败或实验数据不符合预期的情况。因此，实验前需要进行充分的文献调研，确定科学合理的实验设计，在实验过程中需要细心和耐心，发现问题及时调整，保证实验数据的准确性和可靠性。