新型空气极材料的设计与性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51072193
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    36.0万
  • 负责人：
    彭冉冉
  • 依托单位：
    中国科学技术大学
  • 学科分类：
    E0208.无机非金属能量转换与存储材料
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

利用质子型固体氧化物电解电池（SOEC）将电能转化为化学能，可以为可再生能源的高效利用另辟蹊径。在质子型SOEC中，空气极的质子迁移是其速率控制步骤。为此，本项目以固体电化学为基础，设计和制备新型质子－电子混合导体材料BaZr1－xMxO3-δ(M=Co, Fe)，着重探讨材料组成、结构与性能的依存关系，发展和优化适用于质子型SOEC的高性能空气极材料，为中温质子型SOEC的发展奠定关键材料的基础；同时研究新型空气极材料的组成、制备、微结构与其极化电动势、极化电阻、稳定性之间关系，为进一步发展在中温条件下具有高能量输出、高转换效率的薄膜化质子型SOEC，提供可靠的制备技术及应用基础研究；进一步探讨和研究基于新型单相空气极材料的质子型SOEC的空气极电化学反应机理，丰富质子型SOEC的研究内容和研究手段，为促进SOEC的应用开发提供理论基础。

结项摘要

在质子型固体氧化物电解电池中，制约电池性能的关键在于空气极材料。本项目在前期工作的基础上,主要取得了如下的研究成果：1)以实验结果为基础，得到了掺杂剂含量对BaZrO3基混合导体的电子电导率和质子电导率的影响，并进而探讨了电子电导率与质子电导率的比例对空气极性能的影响；2)开发了兼具高质子电导率和良好电子电导率的新型单相空气极材料BaZr0.6Co0.4O3-，以这种新型材料为空气极的电解电池在1.3V放电下的极化电阻仅为0.035Ωcm-2，比相同条件下以传统的Sm0.5Sr0.5CoO3--BaZr0.3Ce0.7O3-的极化电阻(0.41Ωcm-2)低了90%,从而极大地提高了电池的输出性能；3)以第一性原理计算为基础，探讨了基于新型单相质子-电子复合电极的电化学反应机理，结果表明在质子-电子混合导电空气极材料表面，当氧气与4个质子反应生成2个水分子的过程中，第二个水的生成垫垒最高，约为0.9V，是阴极反应的主要速率控制步骤之一，从而为选择和优化质子型SOFC的阴极材料提供理论基础；4)对燃料电池的抗积碳阳极进行了先期探索，对阳极材料的设计另辟奚径。.主要结果发表在Journal of Materials Chemistry, Journal of Power Sources, Journal of Hyrogen Energy, RSC advances等国际知名杂志上。共发论文SCI文章8篇，在投文章4篇。培养毕业博士毕业生2人，硕士生1人，硕士转博生1人。参加国际会议并做口头报告3次(一次为特邀报告)，即将参加国际会议（特邀报告）1次。基本完成项目的预期目标。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（4）
专利数量（3）
Calcium doped Y3Fe5O12 as a new cathode material for intermediate temperature solid oxide fuel cells
钙掺杂Y3Fe5O12作为中温固体氧化物燃料电池的新型正极材料
  • DOI：
    10.1016/j.jpowsour.2012.03.080
  • 发表时间：
    2012-09
  • 期刊：
    Journal of Power Sources
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Zhong, Wei;Ling, Yihan;Rao, Yuanyuan;Peng, Ranran;Lu, Yalin
  • 通讯作者：
    Lu, Yalin
Structural, electrical, and electrochemical properties of cobalt-doped NiFe2O4 as a potential cathode material for solid oxide fuel cells
钴掺杂 NiFe2O4 作为固体氧化物燃料电池潜在阴极材料的结构、电学和电化学性能
  • DOI：
    10.1016/j.ijhydene.2013.08.097
  • 发表时间：
    2013-11
  • 期刊：
    International Journal of Hydrogen Energy
  • 影响因子：
    7.2
  • 作者：
    Rao, Yuanyuan;Wang, Zhenbin;Chen, Long;Wu, Ruofei;Peng, Ranran;Lu, Yalin
  • 通讯作者：
    Lu, Yalin
Novel Ni-Ba1+xZr0.3Ce0.5Y0.2O3-delta hydrogen electrodes as effective reduction barriers for reversible solid oxide cells based on doped ceria electrolyte thin film
新型 Ni-Ba1 xZr0.3Ce0.5Y0.2O3-delta 氢电极作为基于掺杂二氧化铈电解质薄膜的可逆固体氧化物电池的有效还原势垒
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Power Sources
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Rao, Yuanyuan;Wang, Zhiquan;Zhong, Wei;Peng, Ranran;Lu, Yalin
  • 通讯作者：
    Lu, Yalin
New ionic diffusion strategy to fabricate proton-conducting solid oxide fuel cells based on a stable La2Ce2O7 electrolyte
基于稳定La2Ce2O7电解质的新型离子扩散策略制造质子传导固体氧化物燃料电池
  • DOI：
    10.1016/j.ijhydene.2013.04.051
  • 发表时间：
    2013-06-18
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
  • 影响因子：
    7.2
  • 作者：
    Ling, Yihan;Chen, Jie;Lu, Yalin
  • 通讯作者：
    Lu, Yalin
Synthesis of Ni-substituted Bi7Fe3Ti3O21 ceramics and their superior room temperature multiferroic properties
Ni取代Bi7Fe3Ti3O21陶瓷的合成及其优异的室温多铁性能
  • DOI：
    10.1039/c3ra42589d
  • 发表时间：
    2013-09
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Sun, Shujie;Ling, Yihan;Peng, Ranran;Liu, Min;Mao, Xiangyu;Chen, Xiaobing;Knize, R;y J.;Lu, Yalin
  • 通讯作者：
    Lu, Yalin

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  • 作者：
    彭冉冉;夏长荣;杨蔚光;彭定坤;孟广耀
  • 通讯作者：
    孟广耀
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    无机材料学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    毕磊;陶泽天;刘卫;彭冉冉
  • 通讯作者：
    彭冉冉

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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