固體氧化物燃料電池（Solid oxide fuel cell,SOFC）因其燃料適用范圍廣、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。傳統(tǒng)固體氧化物燃料電池堆的制備通常是經(jīng)單電池組裝而成,電池堆制備周期長(zhǎng);且因大量接頭和密封件的存在,電池堆的運(yùn)行穩(wěn)定性較差。本文將數(shù)字光處理（Digital Light Processing,DLP）3D打印技術(shù)應(yīng)用于電池堆支撐體的制備,避免了單電池繁瑣的組裝和密封,從而提高SOFC系統(tǒng)的可靠性和耐久性。論文首先考察漿料的流變特性制備適用于DLP 3D打印的8 mol.%氧化釔摻雜氧化鋯（8YSZ）懸浮液,通過(guò)優(yōu)化打印參數(shù)和脫脂、燒結(jié)工藝制備致密電解質(zhì)片,采用阿基米德排水法測(cè)定燒結(jié)體致密度。結(jié)果表明聚乙二醇和1,5戊二醇作分散劑制備的8YSZ懸浮液在固化時(shí)間為10 s時(shí)可制備出完整的素胚;經(jīng)優(yōu)化后的脫脂燒結(jié)工藝熱處理后的電解質(zhì)片致密,致密度達(dá)99.96%。3D打印技術(shù)制備的致密8YSZ電解質(zhì)與Ag-Ce_0.8Gd_0.2O_1.9（Ag-GDC）電極組裝的對(duì)稱電池可提供1.04 V開(kāi)路電壓和176 mW·c... 

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 固體氧化物燃料電池概述
        1.1.1 SOFC工作原理
        1.1.2 SOFC分類
        1.1.3 傳統(tǒng)SOFC組件制備方法
    1.2 快速成型(3D打印)技術(shù)介紹
    1.3 陶瓷光固化成型技術(shù)研究進(jìn)展
        1.3.1 陶瓷光固化懸浮液及成型研究
        1.3.2 陶瓷光固化成型存在問(wèn)題及應(yīng)用前景
    1.4 本論文的研究思路及內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、儀器和表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 傳統(tǒng)干壓法制備SOFC電解質(zhì)片
        2.3.2 3 D打印制備電解質(zhì)片
        2.3.3 對(duì)稱電池組裝
        2.3.4 8 YSZ粉體表面改性
        2.3.5 8 YSZ-樹(shù)脂懸浮液制備
        2.3.6 列管式電池堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.7 列管式電池堆支撐體打印成型
    2.4 測(cè)試與表征方法
        2.4.1 樹(shù)脂基8YSZ懸浮液的流變性能表征
        2.4.2 樹(shù)脂基8YSZ懸浮液的穩(wěn)定性表征
        2.4.3 分散劑對(duì)陶瓷粉體顆粒表面改性
        2.4.4 樹(shù)脂基8YSZ懸浮液的固化參數(shù)表征
        2.4.5 熱重(TG)
        2.4.6 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.7 電池性能測(cè)試(I-V-P/EIS)
        2.4.8 燒結(jié)體致密度表征
第三章 3D打印技術(shù)制備SOFC電解質(zhì)片及電池性能研究
    3.1 8YSZ懸浮液流變特性表征
    3.2 電解質(zhì)片3D打印成型優(yōu)化
    3.3 電解質(zhì)片脫脂、燒結(jié)優(yōu)化
    3.4 電池SEM分析
    3.5 對(duì)稱SOFC電池性能分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 3D打印技術(shù)制備獨(dú)立列管式SOFC電池堆支撐體
    4.1 光固化8YSZ懸浮液配比優(yōu)化
    4.2 不同含量分散劑對(duì)8YSZ懸浮液的穩(wěn)定性影響
    4.3 不同含量分散劑對(duì)8YSZ懸浮液流變性能的影響
    4.4 不同固含量對(duì)8YSZ懸浮液粘度的影響
    4.5 列管式SOFC堆支撐體固化成型參數(shù)優(yōu)化
    4.6 坯體脫脂、燒結(jié)過(guò)程優(yōu)化
    4.7 燒結(jié)后電池堆結(jié)構(gòu)微觀形貌分析
    4.8 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 存在問(wèn)題與展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間公開(kāi)發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]聚丙烯酸鈉分散氧化鋁陶瓷注漿成型工藝的研究[J]. 王奇新,易彬,陳登初,黎邦誠(chéng),李靜波,石棋.  中國(guó)陶瓷. 2013(12)
[2]增材制造（3D打�。┘夹g(shù)發(fā)展[J]. 盧秉恒,李滌塵.  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2013(04)
[3]微管式固體氧化物燃料電池制備技術(shù)及電堆組裝工藝[J]. 孟秀霞,楊乃濤,尹屹梅,譚小耀,馬紫峰.  化工學(xué)報(bào). 2011(11)
[4]高分子表面活性劑對(duì)氧化物陶瓷超微顆粒的分散作用[J]. 許珂敬,楊新春,劉風(fēng)春,高齡.  中國(guó)陶瓷. 1999(05)



本文編號(hào)：3653021