【正文】 板，其成本在整個電池成本中占有較大的比重。固體氧化燃料電池運行溫度的降低使得耐熱合金 作為燃料電池的連接板材料成為可能。K1 (K1) (KJYCr03因為在燃料氣氛下比 LaCr03更穩(wěn)定而作為連接板材料，但到目前為止，只對其進行了初步的研究，還沒有采用 YCrO3作為連接板來組裝 SOFC電池堆的報道。 (4)形成氧空位。在燃料和氧化氣氛下具有較高的電子電導(dǎo)率，在燃料電池的工作環(huán)境下穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)與其它部件匹配。 A位置的稀土離子 La 3＋ 與 12個氧離子相連， B位置的陽離子 Cr3＋ 與 8個氧離子相連。 畢業(yè) (設(shè)計 )論文 第 4 頁 4 SOFC 連接板材料 目前，廣泛應(yīng)用于連接板材料為摻雜 LaCrO3。 1) 陰極 ： 主要作用是為氧化劑的還原反應(yīng)提供反應(yīng)區(qū)。陰極 陽極 燃料 氧氣 電解質(zhì) H2 H2O H2O 1/2O2 2e— 負(fù)載 P— 離子 N— 離子 圖 燃料電池原理圖 畢業(yè) (設(shè)計 )論文 第 3 頁 3 按工作溫度可將燃料電池分為常溫、中溫、高溫、超高溫型。電流通過外電路對負(fù)載進行工作。 畢業(yè) (設(shè)計 )論文 第 2 頁 2 燃料電池概述 . 燃料 電池原理 燃料電池（ Fuel Cell，簡稱 FC）是一種通過電化學(xué)反應(yīng)直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。各粉末之間也依靠塑性變形而相互鉤接，從而獲得結(jié)合良好的層狀致密涂層。 故本文采用 空氣等離子噴涂法 制備 La1xSrxMnO3保護涂層 。提高金屬抗氧化性的另一個方法是在金屬表面生成一層陶瓷材料，該陶瓷材料可以是 (LaSr)Mn03或 Sr摻雜的 LaCo03。 Membraneelectrode assembly (MEA) which included anode, electrolyte and cathode, was deposited on anodesupported using air plasmas pray. Key words: Plasma Spray, Solid Oxide Fuel Cell， Metal Interconnect 畢業(yè) (設(shè)計 )論文 第 III 頁 III 目 錄 1．緒論 ................................................................................................... 1 引言 .............................................................................................. 1 燃料電池概述 .............................................................................. 2 . 燃料電池原理 ........................................................................ 2 . 燃料電池的分類 .................................................................... 2 固體氧化物燃料電池 ................................................................... 3 SOFC 的關(guān)鍵部件 ...................................................................... 3 SOFC 連接板材料 ...................................................................... 4 陶瓷材料 ............................................................................... 4 金屬材料 ................................................................................ 5 國內(nèi)外連接板的研究現(xiàn)狀 ........................................................ 5 本文研究內(nèi)容 .............................................................................. 6 2． 研究方法與試驗裝置 ........................................................................ 7 等離子噴涂技術(shù) ........................................................................... 7 等離子噴涂的原理 .................................................................. 7 等離子噴涂 的特點 .................................................................. 7 等離子噴涂裝置 .................................................................... 8 等離子噴涂工藝流程 ............................................................ 8 等離子噴涂工藝參數(shù)與應(yīng)用 ................................................ 8 畢業(yè) (設(shè)計 )論文 第 IV 頁 IV 小結(jié) ............................................................................................. 9 3. 等離子噴涂制備 SOFC 連接體材料保護涂層 ............................... 10 前言 ........................................................................................... 10 實驗原料及儀器 ........................................................................ 10 實驗內(nèi)容 ................................................................................... 10 LSM 粉體的制備 .................................................................. 10 基體的準(zhǔn)備 .......................................................................... 11 結(jié)果與討論 ............................................................................... 12 LSM 成分分析 ....................................................................... 12 薄膜表面、組織形貌 .......................................................... 13 電導(dǎo)率 ................................................................................. 14 小結(jié) ........................................................................................... 15 4. 實驗總結(jié)與展望 .............................................................................. 16 參考文獻(xiàn) ............................................................................................... 18 致謝 ....................................................................................................... 22 附錄一文獻(xiàn)綜述 ................................................................................... 23 固體氧化物燃料電池的概況 ................................................................ 23 附錄二 外文翻譯 ................................................................................. 28 畢業(yè) (設(shè)計 )論文 第 1 頁 1 1． 緒論 引言 使用金屬作為連接板材料必須解決兩個問題 :第一是在固體氧化物燃料電池的工作狀態(tài)下 ， 金屬連接板材料發(fā)生腐蝕；第二個問題是金屬連接板的熱膨脹系數(shù)和 SOFC的其它部件不匹配。 采用等離子噴涂法制備的 LSM保護膜與粘結(jié)層、粘結(jié)層與基體結(jié)合良好。其中，等離子噴涂法具有不受基體材料尺寸、噴涂材料等條件限制，在快速、低成本制備 SOFC部件方面具有明顯的優(yōu)勢。為了延長其使用壽命降低腐蝕和氧化的速度，通常采用燒結(jié)法、電化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法、等離子噴涂等技術(shù)在連接板上增加一層保護膜。元素分布均勻，不含其它的雜質(zhì)元素 ， 證明了等離子噴涂 LSM薄膜沒有引起 LSM的相和化學(xué)成份的變化，該方法能夠用于 SUS430金屬合金上噴涂 LSM保護 膜。s operating temperature, at present, metal can be used as material of interconnect, which reduced cost of cell system, and elevated its petitive capacity. (LSM) was deposited on SUS430 using air plasmas spray (APS) in this paper. Effect of spraying parameters on physical and electrochemical characteristic of film during a course of preparation was invested。這些物質(zhì)和 LaMn03基陰極發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致混合物由 (La,Sr)Mn03變?yōu)?LaSr)(MnCr)03和形成新相，例如 (CrMn)304,降低陰極的性能。此外，還需要解決 Cr在金屬 合金 或 LaCrO3基陶瓷材料中高溫下?lián)]發(fā)的問題。載有噴涂粉末的氣體進入等離子焰流，使粉末很快呈熔化或半熔化狀態(tài)，并高速噴打在零件表面產(chǎn)生塑性變形，粘附在零件表面。 最后，噴涂 LSM 保護薄膜，得出相應(yīng)的理論結(jié)果并進行數(shù)據(jù)分析。燃料在陽極氧化，氧化劑在陰極還原。燃料電池按電解質(zhì)的不同可分為 :堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池和質(zhì)子交換膜燃料電池。 表 幾種燃料電池的主要特征 質(zhì)子交換膜燃料電池（ PEMFC） 堿性燃料電池（ AFC） 磷酸型燃料電池（ PAFC） 熔融碳酸鹽燃料電池（ MCFC） 低溫固體氧化物燃料電池（ ITSOFCA） 高溫固體氧化物燃料電 池（ TSOFC） 電解質(zhì) 離子交換膜 KOH H3PO4 Na(K)LiCO3 陶瓷 陶瓷 運行溫度/℃ 80 65～ 220 205 650 6008～ 00 800～ 1000 擴散離子 R+ 0H H+ CO32 O2 O2 主要部件 碳基 碳