研究目的
研究了金属支撑的La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3(LSGM)薄膜电池的制备方法,以实现中温CO2电解槽中的高电流密度。
研究成果
该研究通过选择性还原法成功在Ni-Fe多孔金属基底上制备了LSGM/SDC双层电解质薄膜。采用脉冲激光沉积(PLD)技术沉积SSC层的电池在降低的温度下表现出较大的电流密度,在973 K时达到3 A/cm2,有助于实现基于材料循环技术的可持续钢铁制造系统(SMART)。
研究不足
研究指出,SSC阳极发生了显著的烧结现象,导致较大的欧姆电阻损失和过电位。通过脉冲激光沉积(PLD)法制备SSC薄膜显著提升了阳极稳定性,表明初始方法在实现稳定高效的二氧化碳电解方面存在局限性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用NiO-NiFe2O4选择性还原法制备多孔镍铁基基底,通过脉冲激光沉积(PLD)法沉积LSGM和SDC薄膜。
2:样品选择与数据来源:
以含10 wt% Fe2O3的包覆NiO粉末制备致密NiO-Fe2O3基底。
3:实验设备与材料清单:
PLD系统(PLD-7, PASCAL)、准分子激光器(Compex有限公司)、X射线衍射仪(XRD, Rigaku Rint 2500)、扫描电子显微镜(SEM, VE-7800, 基恩士)、能谱仪(EDX, EDAX)、恒电流仪(北斗电工, HA-301)、阻抗/增益-相位分析仪(Solartron SI 1260)、电化学界面(Solartron SI 1287)、气相色谱仪(SHIMADZU, GC-8A)。
4:0)、扫描电子显微镜(SEM, VE-7800, 基恩士)、能谱仪(EDX, EDAX)、恒电流仪(北斗电工, HA-301)、阻抗/增益-相位分析仪(Solartron SI 1260)、电化学界面(Solartron SI 1287)、气相色谱仪(SHIMADZU, GC-8A)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:使用红外加热器将基底升温至1,073 K。沉积过程中氧压调节至0.67 Pa,准分子激光功率与频率分别设定为180 mJ/脉冲和10 Hz。
5:67 Pa,准分子激光功率与频率分别设定为180 mJ/脉冲和10 Hz。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用XRD分析所制薄膜晶体结构,SEM与EDX进行形貌及元素分布分析,电化学阻抗通过阻抗/增益-相位分析仪配合电化学界面测量。
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