1. 研究目的与意义
研究背景：固体氧化物燃料电池(sofc)是20世纪80年代迅速发展起来的新型绿色发电技术,由于其系统设计简单,能量转换效率高,规模弹性大,对环境好,燃料适应性强和寿命长等优点,引起了世界各国的广泛重视,被认为是21世纪的有潜力能源之一。但是它性能受制于阴极的氧还原反应，因此探究参杂量对阴极材料导电性能的影响至关重要。大量研究表明，掺杂能够有效提高材料的电导率和氧催化活性。
研究目的及意义：固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells sofcs) 基本结构包括：多孔的阴、阳极层以及一层致密的固体电解质层，电解质层具有隔开阴、阳极材料、传输离子、隔断阴、阳极两侧的氧气和燃料气体互通的功能。固体氧化物燃料电（sofc）低温化进程的推进有利于加快sofc商品化的步伐,而工作温度的降低势必增大电极材料的极化阻抗,为电极材料的开发带来了不小的挑战。从电化学性能及相关使用性能需求出发,简要综述了阴极材料的研究进展,指出了材料发展遇到的主要技术问题,并针对这些问题给出了可供考虑的改进方案和思路,对电池材料的性能优化和新型电池材料的设计提出展望。
2. 研究内容和预期目标
| 铁基钙钛矿结构中Fe3 具有稳定的3d5电子构型，相比钴基钙钛矿阴极材料，铁基稀土氧化物铁酸镧(LaFeO3)被认为具有更稳定的结构。此外，还具备良好的导电性、低的热膨胀系数、高的表面交换动力学等优点成为SOFC研究最多的体系。本论文便以LaFeO3阴极材料为基体，A位掺杂Sr2 ，B位掺杂Cr探讨A、B位共掺杂对各材料性能的影响规律，考察其作为IT-SOFC阴极的可行性。 具体研究内容如下： 1、液相法制备La1-xSrxFe1-yCryO3，找出最佳的掺杂量； 2、将制备出的粉体进行干压成型，烧结，找到合适的烧结温度。 3、用四端法测量材料的电导率，探究不同掺杂量对材料电导率的影响规律。
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3. 研究的方法与步骤
1.溶胶-自蔓延法：溶胶凝胶自蔓延方法是一种溶液燃烧技术，将化学的溶胶凝胶方法与燃烧过程相结合。原理过程：首先是将原料分散在溶剂中，然后经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合，开始成为溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，经过干燥和热处理制备出纳米粒子和所需要材料。
2.四端子法：四端法是国际上通用的测量低值电阻的标准方法之一，它是通过测量待测电阻两端电压和流经的电流来确定数值的。四端法具有直接，且克服触点电阻和引线电阻等特点，适用于各类电阻的测量，尤其是低值电阻的测量。
3.恒电位仪：采用直流四电极法，用电位差测量恒流时两电极间的电位差，然后推出电导率。
4. 参考文献
1. dong f f, chen d j, chen y b,et al. la-doped bafeo3-δperovskite as a cobalt-free oxygen reduction electrode for solid oxide fuel cells with oxygen-ion conducting electrolyte .j.mater.chem., 2012, 22: 15071-15079.
2. simner s p, bonnett j f, canfield n l,et al. development of lanthanum ferrite sofc cathodes .j.power sources, 2003, 113: 1-10.
3. bian l, duan c, wang l,et al. ce-doped la0.7sr0.3fe0.9ni0.1o3δas symmetrical electrodes for high performance direct hydrocarbon solid oxide fuel cells.j.mater.chem.a, 2017, 5
5. 计划与进度安排
1-2周 查阅相关文献，收集相关的资料，完成开题报告
3-6周溶胶-自蔓延法制备a、b位共掺杂的la1-xsrxfe1-ycryo3粉体，找出合适的掺杂量
7-9周 对la1-xsrxfe1-ycryo3粉体进行压条，然后进行烧结。找到合适的烧结温度
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