选用双钙钛矿结构Sr_2FeMoO6-δ作为固体氧化物电解池的阴极材料,经过压制成型和烧结制备成阴极。利用阿基米德法测定了阴极的孔隙率,结合扫描电子显微镜研究造孔剂的用量对阴极孔隙结构的影响。利用热分析仪测定了不同孔隙结构的阴极...选用双钙钛矿结构Sr_2FeMoO6-δ作为固体氧化物电解池的阴极材料,经过压制成型和烧结制备成阴极。利用阿基米德法测定了阴极的孔隙率,结合扫描电子显微镜研究造孔剂的用量对阴极孔隙结构的影响。利用热分析仪测定了不同孔隙结构的阴极受热后热膨胀情况和热膨胀系数,研究其与电解质的热膨胀系数匹配情况。最后利用电化学工作站测试了阴极材料的电化学性能。实验结果表明,双钙钛矿结构Sr2Fe Mo O6-δ有较好地电化学性能以及与电解质LSGM热膨胀系数匹配,有望成为固体氧化物电解池阴极的理想候选材料。展开更多
选择具有双钙钛矿结构的Sr2Fe Nb O6(SFN)及La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)材料混合作为固体氧化物电解池(SOEC)的阴极,在SFN-LSGM中掺杂不同比例的淀粉,经过干压成型并在1400℃下烧结后得到测试样。利用真实密度仪及阿基米德法测定...选择具有双钙钛矿结构的Sr2Fe Nb O6(SFN)及La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)材料混合作为固体氧化物电解池(SOEC)的阴极,在SFN-LSGM中掺杂不同比例的淀粉,经过干压成型并在1400℃下烧结后得到测试样。利用真实密度仪及阿基米德法测定了样品的孔隙率;利用热分析仪测定了不同孔隙率的样品在35~1400℃条件下的热膨胀系数,研究该材料与常用SOEC电解质材料La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)的热匹配性能;之后利用电化学工作站测试了该材料在纯氢气气氛下电导率与孔隙率的关系。结果表明,样品孔隙率与淀粉掺杂量成正比,孔隙率对该材料热膨胀系数影响不大,且该材料与LSGM电解池热匹配性能良好。另外,当样品孔隙率增加时,该材料在850℃纯氢气气氛下的电导率在18%孔隙率时达到最大值。展开更多
This study employs the method of embedding voltage leads within three cells of an electrolysis stack to investigate the quantitative impact of the electrolysis cells and their interfaces on overall stack performance.A...This study employs the method of embedding voltage leads within three cells of an electrolysis stack to investigate the quantitative impact of the electrolysis cells and their interfaces on overall stack performance.A 900-h stability test was conducted at a constant temperature of 750℃with a current density of 500 mA/cm_(2)and 60 vol.%(volume fraction)water steam content.The results indicate the electrolysis voltage of the stack increased by 0.213 V,while the voltage across the three cells increased by 0.268 V.Post-mortem analysis reveals changes in the three-phase boundary(TPB)and porosity of the Ni-YSZ electrodes across different cells.These structural changes explain the variations in both ohmic resistance and polarization resistance.In contrast,the voltage drop across the current-collecting interface between the interconnect and the cell decreases by 0.055 V,accounting for 25.82%of the total stack degradation.Improved interface contact helps inhibit stack degradation.Future work will further investigate the stability of stack components and their interfaces,aiming to optimize stack design.展开更多
固体氧化物电解池(SOEC)技术具有能量转化效率高、能耗低、灵活、成本低等优点,可实现高温电解水制氢和电解CO_(2)等,是目前能源化工领域研究热点。为系统全面地了解SOEC技术领域研究热点及趋势,基于文献计量学方法,运用Citespace、VOSv...固体氧化物电解池(SOEC)技术具有能量转化效率高、能耗低、灵活、成本低等优点,可实现高温电解水制氢和电解CO_(2)等,是目前能源化工领域研究热点。为系统全面地了解SOEC技术领域研究热点及趋势,基于文献计量学方法,运用Citespace、VOSviewer软件对2004—2024年Web of Science(WoS)核心数据库中SOEC领域的相关文献进行梳理和可视化分析,从发文年代、国家、发文期刊、机构、作者、研究领域和研究趋势等角度,对SOEC技术领域的发展现状及趋势进行了综合分析。研究结果表明:国外研究以欧美地区为主,研究起源较早,但目前我国也在加快研究步伐,发文量居世界第一;SOEC技术领域的研究主题主要集中在关键材料、电堆、系统、仿真模拟、技术趋势等方面。新兴领域研究如纳米级结构电极构建、新型燃料电极开发、晶体结构的优化等材料技术改进作为领域前沿主题,也是今后未来一段时间的研究趋势。此研究可为科研人员把握技术发展趋势、凝练科学问题提供参考。展开更多
文摘选用双钙钛矿结构Sr_2FeMoO6-δ作为固体氧化物电解池的阴极材料,经过压制成型和烧结制备成阴极。利用阿基米德法测定了阴极的孔隙率,结合扫描电子显微镜研究造孔剂的用量对阴极孔隙结构的影响。利用热分析仪测定了不同孔隙结构的阴极受热后热膨胀情况和热膨胀系数,研究其与电解质的热膨胀系数匹配情况。最后利用电化学工作站测试了阴极材料的电化学性能。实验结果表明,双钙钛矿结构Sr2Fe Mo O6-δ有较好地电化学性能以及与电解质LSGM热膨胀系数匹配,有望成为固体氧化物电解池阴极的理想候选材料。
文摘选择具有双钙钛矿结构的Sr2Fe Nb O6(SFN)及La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)材料混合作为固体氧化物电解池(SOEC)的阴极,在SFN-LSGM中掺杂不同比例的淀粉,经过干压成型并在1400℃下烧结后得到测试样。利用真实密度仪及阿基米德法测定了样品的孔隙率;利用热分析仪测定了不同孔隙率的样品在35~1400℃条件下的热膨胀系数,研究该材料与常用SOEC电解质材料La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)的热匹配性能;之后利用电化学工作站测试了该材料在纯氢气气氛下电导率与孔隙率的关系。结果表明,样品孔隙率与淀粉掺杂量成正比,孔隙率对该材料热膨胀系数影响不大,且该材料与LSGM电解池热匹配性能良好。另外,当样品孔隙率增加时,该材料在850℃纯氢气气氛下的电导率在18%孔隙率时达到最大值。
基金supported by the National Key R&D Program of China(Grant No.2022YFB4002203).
文摘This study employs the method of embedding voltage leads within three cells of an electrolysis stack to investigate the quantitative impact of the electrolysis cells and their interfaces on overall stack performance.A 900-h stability test was conducted at a constant temperature of 750℃with a current density of 500 mA/cm_(2)and 60 vol.%(volume fraction)water steam content.The results indicate the electrolysis voltage of the stack increased by 0.213 V,while the voltage across the three cells increased by 0.268 V.Post-mortem analysis reveals changes in the three-phase boundary(TPB)and porosity of the Ni-YSZ electrodes across different cells.These structural changes explain the variations in both ohmic resistance and polarization resistance.In contrast,the voltage drop across the current-collecting interface between the interconnect and the cell decreases by 0.055 V,accounting for 25.82%of the total stack degradation.Improved interface contact helps inhibit stack degradation.Future work will further investigate the stability of stack components and their interfaces,aiming to optimize stack design.
文摘固体氧化物电解池(SOEC)技术具有能量转化效率高、能耗低、灵活、成本低等优点,可实现高温电解水制氢和电解CO_(2)等,是目前能源化工领域研究热点。为系统全面地了解SOEC技术领域研究热点及趋势,基于文献计量学方法,运用Citespace、VOSviewer软件对2004—2024年Web of Science(WoS)核心数据库中SOEC领域的相关文献进行梳理和可视化分析,从发文年代、国家、发文期刊、机构、作者、研究领域和研究趋势等角度,对SOEC技术领域的发展现状及趋势进行了综合分析。研究结果表明:国外研究以欧美地区为主,研究起源较早,但目前我国也在加快研究步伐,发文量居世界第一;SOEC技术领域的研究主题主要集中在关键材料、电堆、系统、仿真模拟、技术趋势等方面。新兴领域研究如纳米级结构电极构建、新型燃料电极开发、晶体结构的优化等材料技术改进作为领域前沿主题,也是今后未来一段时间的研究趋势。此研究可为科研人员把握技术发展趋势、凝练科学问题提供参考。
