固体氧化物燃料电池表界面介尺度结构上的扩散反应研究

基本信息
批准号:91534128
项目类别:重大研究计划
资助金额:80.00
负责人:程谟杰
学科分类:
依托单位:中国科学院大连化学物理研究所
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:崔大安,赵哲,王萌,屠颖,颜景波,刘中波,尚磊,黄志东,王秀玲
关键词:
微观电势分布扩散反应介尺度结构固体氧化物燃料电池表界面
结项摘要

The meso-structures of surface, interface and boundary in solid oxide fuel cell greatly raise the length of three-phase boundary, the efficiencies of electrode materials for transportation of molecule, atom, oxide ion and electron, the uniformity in the macro-scale distributions of various physical fields, reduce the overpotentials from activation polarization, ohmic polarization and diffusion polarization, which greatly increase the electro-catalytic activity and stability of electrodes. On the other hand, the heterogeneity in the meso-structure causes the micro-scale non-uniform distributions of various physical fields, which can promote transportation and reaction molecule, atom, oxide ion and electron as well as the migration of metal ions in electrodes. .In this project, we will investigate the micro-scale distribution of various physical fields on the meso-structure, the transportation and reaction of molecule, atom, oxide ion and electron, study the stability of meso-structure under potential field, and develop new technologies for tuning meso-structures. .The project includes, (1) construction of the models for meso-structures in hierarchical electrodes, (2) dependence of transportation and reaction on meso-structures, (3) relation between micro-scale potential distribution, migration of metal ions and stability of meso-structures, and (4) experimental investigation on the electro-catalytic activity and stability of meso-structures of surface, interface and boundary..The fulfillment of the project will demonstrate the dependence of transportation and reaction on meso-structures, which solidify the fundamentals of chemical engineer for solid oxide fuel cells.

固体氧化物燃料电池的表界面介尺度结构,一方面可提高电极材料的分子/原子/离子/电子扩散效率,提高各种物理场的宏观分布均匀性,提高电极的电催化活性和稳定性;另一方面其组成和结构的不均匀性引起各种物理场微观非均匀分布。本项目从表界面介尺度结构上电势等物理场的微观分布研究入手,研究认识表界面介尺度结构上扩散反应及稳定性,探讨其调控技术。主要研究内容:(1)多级结构电极中的表界面介尺度结构模型构建;(2)表界面介尺度结构与扩散反应的关系;(3)电势分布、金属离子扩散与介尺度结构的稳定性关系;(4)表界面介尺度结构及其电催化性能的实验研究。通过本项目研究,阐明表界面介尺度结构与扩散反应的关系,奠定固体氧化物燃料电池的高电催化活性和高稳定性电极的化工科学基础。

项目摘要

固体氧化物燃料电池的表界面介尺度结构,可提高电极材料的分子/原子/离子/电子扩散效率,提高各种物理场的宏观分布均匀性,提高电极的电催化活性和稳定性。本项目研究认识了表界面介尺度结构上电极反应及稳定性。具体研究建立了微米级LSM-YSZ复合电极表界面介尺度结构的物理模型,研究了多级结构复合电极的构建;认识了复合电极中表界面介尺度结构与电极反应的关系,研究了膜电极接触界面与电极反应的关系,多级结构电极中骨架离子/电子传导率与电极反应的关系,解析CeO2基催化剂上氧还原反应的多个耦合过程,认识了复合电极颗粒尺寸、构筑方式等因素对介尺度结构上的扩散反应影响规律;认识了复合电极中电势分布、金属离子扩散与介尺度结构的稳定性关系;制备出新型表界面介尺度结构电极,研究了新型电极材料的电催化性能和反应机制。通过本项目研究,阐明了表界面介尺度结构与扩散反应的关系,奠定了固体氧化物燃料电池的高电催化活性和高稳定性电极的化工科学基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017
3

气载放射性碘采样测量方法研究进展

气载放射性碘采样测量方法研究进展

DOI:
发表时间:2020
4

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

DOI:10.11821/dlyj201810008
发表时间:2018
5

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021

程谟杰的其他基金

相似国自然基金

1

表界面反应与扩散耦合的跨尺度研究

批准号:21676232
批准年份:2016
负责人:刘迎春
学科分类:B0802
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
2

基于微差温度与氧量控制的镁颗粒表界面介尺度多相扩散反应模型

批准号:51676100
批准年份:2016
负责人:朱晨光
学科分类:E0606
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
3

介尺度范围下铁氧化物界面气固相反应-扩散竞争机制

批准号:91634106
批准年份:2016
负责人:徐健
学科分类:E0411
资助金额:67.00
项目类别:重大研究计划
4

固体氧化物燃料电池连接体合金/涂层界面的电致扩散机理研究

批准号:51601173
批准年份:2016
负责人:张文颖
学科分类:E0103
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目