Development of Solid Oxide Fuel Cell by Using Synthesis from Aqueous Solutions

利用水溶液合成技术开发固体氧化物燃料电池

基本信息

  • 批准号:
    09355020
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22.53万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Fuel Cells can convert chemical energy into electrical energy efficiently, avoiding the Carnot restriction. The solid oxide fuel cell(SOFC)is an all-solid-state power system which operates at high temperatures. SOFCs have mulitlayer structures where anode layer, electrolyte layer and cathode layer, all made of ceramics, are piled in sequence like sandwiches. Fabrication of highly efficient SOFC systems requires components in the form of thin films. Methods for synthesizing solid oxide fuel cell ceramic materials from aqueous solutions at ordinary temperatures and ordinary pressures are advantageous because of the applicability to making films with wide areas and/or complicated shapes with no requirement of vacuum or high temperature, and because of lower cost. Solutions of fluoro-complex ions were obtained by dissolving sodium hexafluorozirconate in distilled water or dissolving LaMeOィイD23ィエD2 (Me=Cr, Mn, Fe, Co)or (La,Sr)MeOィイD23ィエD2 perovskite prepared by usual solid state reaction in hydrofluoric acid. Boric acid was added into the solution, the fluoride ions were consumed by the formation of BFィイD14-ィエD1 complex ion, and then the fluoro-complex ions were hydrolyzed to ZrOィイD22ィエD2, LaMeOィイD23ィエD2or(La,Sr)MeOィイD23ィエD2 in order to increase the amount of fluoride ions. The high crystallinity of the product was confirmed by sharp and strong X-ray diffraction peaks. Aggregates of synthesized ZrOィイD22ィエD2, LaMeOィイD23ィエD2or(La,Sr)MeOィイD23ィエD2 were observed on the substrates in scanning electron microscope images. Deposition of LaMnOィイD23ィエD2 on yttria stabilized zirconia substrate was performed by using this method.
燃料电池可以有效地将化学能量转化为电能,从而避免卡诺限制。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种在高温下运行的全稳态功率系统。 SOFC具有mulitlayer结构,其中阳极层,电解质层和阴极层(均由陶瓷制成)都像三明治一样堆积。高效的SOFC系统的制造需要以薄膜的形式进行组件。在普通温度和普通压力下从水溶液中合成氧化燃料燃料电池陶瓷材料的方法是有利的,因为适用于制造具有较大面积和/或复杂形状的膜而不需要真空或高温,并且成本较低。通过在蒸馏水中溶解六氟二酸钠或溶解LameOII D23E D2(ME = CR,MN,MN,FE,CO)或(LA,SR)MEOI D23E D2 perovskite在水中酸中制备的固体固体反应。将硼酸添加到溶液中,通过形成BFII D14-E D1复合离子消耗氟化物离子,然后将氟化合物离子水解为Zroi D22E D2,Lameoi D23E D2或(La,la,la,la,sr)Meoi D23E D2,以增加效果。产品的高结晶度通过尖锐而强的X射线衍射峰证实。合成的ZROI D22,LameOI D23 D2或(LA,SR)MEOI D23 D2的聚集体在扫描电子显微镜图像中的底物上观察到。使用该方法对Lamnoi D23 D2的沉积在YTTRIA稳定氧化锆底物上的沉积。

项目成果

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Takeshi YAO: "Synthesis of (La, Sr)MeO_3(Me=Cr, Mn, Fe, Co) Solid Solutions from Aqueous Solutions"Jounal of Solid State Ionics. (in print).
姚武史:“从水溶液合成(La,Sr)MeO_3(Me=Cr,Mn,Fe,Co)固溶体”固体离子学杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Takeshi YAO, Yoshiharu UCHIMOTO, Takuya SUGIYAMA and Yusuke NAGAI: "Synthesis of (La, Sr) MeOィイD23ィエD2(Me=Cr, Mn, Fe, Co) Solid Solutions from Aqueous Solutions"Journal of Solid State Ionics. (be in print).
Takeshi YAO、Yoshiharu UCHIMOTO、Takuy​​a SUGIYAMA 和 Yusuke NAGAI:“从水溶液中合成 (La, Sr) MeOiD23D2(Me=Cr, Mn, Fe, Co) 固溶体”固体离子学杂志(正在印刷)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Takeshi YAO: "Synthesis of LaMeO_3(Me=Cr, Mn, Fe, Co) Perovskite Oxides from Aqueous Solutions"Journal of the American Ceramic Society. 80. 2441-2444 (1997)
Takeshi YAO:“从水溶液中合成LaMeO_3(Me=Cr、Mn、Fe、Co)钙钛矿氧化物”美国陶瓷学会杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Takeshi YAO, Yoshiharu UCHIMOTO and Koichi KAJIHARA: "Novel Method for Zirconium Oxide and Rare Earth-Transition Metal Perovskite Oxides Synthesis from Aqueous Solutions"Hydrogen Energy Progress XII, Edited by J.C.BOLCICH and T.N.VEZIROGLU. 2139-2148 (199
Takeshi YAO、Yoshiharu UCHIMOTO 和 Koichi KAJIHARA:“从水溶液合成氧化锆和稀土过渡金属钙钛矿氧化物的新方法”氢能源进展 XII,J.C.BOLCICH 和 T.N.VEZIROGLU 编辑。
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Takeshi YAO: "Synthesis of Functional Ceramic Metal Oxides from Aqueous Solutions"Advances in Science and Technology. 15. 491-498 (1999)
姚武:“水溶液合成功能陶瓷金属氧化物”科技进展。
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