柠檬酸法制备固体燃料电池SDC粉体

  一、实验内容
  固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种在中高温下将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化成电能的全固态化学发电装置,主要由电解质、阳极或燃料极、阴极或空气极和连接体或双极板所组成。氧化钐掺杂的氧化铈Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC粉体)是一种中温SOFC的电解质材料。

本实验采用柠檬酸法制备SDC粉体。在反应中柠檬酸为燃料,硝酸盐为氧化物。当柠檬酸与金属离子络合后,对其加热,形成溶胶,进一步加热得到凝胶,最后发生自燃,生成黄白色粉体。在600℃预热2hr成相,再利用X射线衍射、热分析、透射电镜等手段对产物理化性能进行表征。
  二、功能及效果
  本实验用到一些危险化学品,如浓硝酸和氨水,并且产品自燃后会带来一定程度的粉尘污染。另外,自燃后产生的粉体需要在马弗炉600℃煅烧2hr,再利用X射线衍射等手段对产品性能进行表征,基于对学生健康安全以及实验室安全的考虑,另外也受课时数、仪器数量等多种因素的限制,这部分实验并不适合在教学实验室大规模地开展。
  本视频有效地解决了上述问题。把教师完成的整个实验过程拍成视频,学生通过视频学习,可以形象直观地了解燃料电池SDC粉体的详细制备过程,观察反应体系形成溶胶、凝胶最后发生自燃的化学现象,让同学们体验实验的乐趣。最后粉体在马弗炉里煅烧成相,利用视频向同学们展示了各种产品理化性能的表征图谱,使同学们进一步加深了对产品性能的理解。

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