Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo vật liệu perovskite định hướng ứng dụng làm điện cực cho pin nhiên liệu

Luận văn nghiên cứu vật liệu Perovsikte nền LaMnO3 (LMO) chế tạo bằng phương pháp bằng phương pháp kích nổ vi sóng với tỉ lệ Glycin/Kim loại (F) = 3 được khảo sát cấu trúc bằng phép đo nhiễu xạ tia X; giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu LMO cho thấy các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của LMO rõ ràng và không xuất hiện pha nào khác, từ đó xác định được kích thước tinh thể của LMO cỡ 16,84 nm... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo vật liệu perovskite định hướng ứng dụng làm điện cực cho pin nhiên liệu ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- PHI THỊ HƯƠNGNGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU PEROVSKITE ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC CHO PIN NHIÊN LIỆU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- PHI THỊ HƯƠNGNGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU PEROVSKITE ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC CHO PIN NHIÊN LIỆU Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 60440104 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN VIỆT TUYÊN Hà Nội - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nội dung tôi đã trình bày trong luận văn này là kếtquả nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự hướng dẫn của các thầy, cô giáo trong khoaVật lý trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, các thầy côtại bộ môn Vật lý chất rắn và đặc biệt là thầy giáo TS. Nguyễn Việt Tuyên. Nộidung của luận văn này không trùng lặp với kết quả nghiên cứu của các tác giả khác. Hà Nội, tháng 12 năm 2018 Học viên Phi Thị Hương LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo TS. Nguyễn ViệtTuyên, PGS.TS. Nguyễn Hoàng Nam và Cô giáo Trần Thị Hà đã định hướng,tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và đưa ra những lời khuyên thẳng thắn, thiết thực để em cóthể hoàn thành luận văn này. Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, các anh chị và các bạn ở Bộ môn Vậtlý Chất rắn và Trung tâm Khoa Học Vật liệu – Khoa Vật lý - Trường Đại Học KhoaHọc Tự Nhiên đã nhiệt tình giúp đỡ cũng như đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất tốtnhất cho em trong quá trình làm thực nghiệm để hoàn thiện luận văn này. Em cũng xin cảm ơn các bạn sinh viên Phạm Thùy Linh - K59-Vật lý quốctế, Trần Thị Uyên - K60 Sư phạm vật lý và Lã Hạnh Nguyên - K60 Vật lý chuẩn -Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội là cáccộng sự đã luôn giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn. Cuối cùng em xin chúc quý thầy, cô trong Khoa Vật lý nói chung, Bộ mônVật lý Chất rắn nói riêng và đặc biệt là thầy giáo TS. Nguyễn Việt Tuyên dồi dàosức khỏe, niềm tin để thực hiện sứ mệnh trồng người cao đẹp. Các nghiên cứu trong luận văn này được được tài trợ bởi Đại học Quốc giaHà Nội trong đề tài mã số QG.17. 11. Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2018 Học viên thực hiện Phi Thị Hương MỤC LỤCMỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PIN NHIÊN LIỆU OXIT RẮN VÀ VẬTLIỆU PEROVSKITE ỨNG DỤNG LÀM CATOT TRONG PIN NHIÊNLIỆU RẮN ........................................................................................................ 4 1.1. Sơ lược về pin nhiên liệu oxit rắn ............................................................................... 4 1.1.1. Nguyên lý hoạt động của SOFC………………………………………………...9 1.1.2. Thành phần của pin nhiên liệu oxit rắn………………………………………..11 1.2. Vật liệu perovskite ứng dụng làm catot trong pin nhiên liệu .................................... 20 1.2.1. Một vài tính chất vật lý của vật liệu perovskite ứng dụng làm catot………….20 1.2.2. Vật liệu catot trên nền LaMnO3……………………………………………….23 1.2.3. Phương pháp chế tạo vật liệu perovskite ứng dụng làm catot trong pin nhiên liệu……………………………………………………………………………………23CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ......................................... 30 2.1 Chế tạo vật liệu LaMnO3pha tạp Sr (La1-xSrxMnO3) và Ba (La1-xBaxMnO3) ..... 30 2.1.1. Quy trình chế tạo LaMnO3 (LMO)…………………………………………….30 2.1.2. Quy trình chế tạo La1-xSrxMnO3 (LSMx) và La1-xBaxMnO3 (LBMx)…………31 2.2. Ép viên bột La1-xSrxMnO3......................................................................................... 33 2.3. Các phương pháp khảo sát và phân tích ................................................................... 34 2.3.1. Khảo sát cấu trúc vật liệu - Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)……………...34 2.3.2. Khảo sát hình thái vật liệu - Kính hiển vi điện tử quét (SEM)………………..35 2.3.3. Phân tích thành phần mẫu - Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS)…………….36 2.3.4. Khảo sát tính chất điện của mẫu – Phương pháp đo điện trở bề mặt 4 mũi dò..37 2.3.5. Khảo sát độ xốp của mẫu - Phương pháp Arschimet………………………….38CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VA THẢO LUẬN. ................................................. 46 3.1. Vật liệu LaMnO3 (LMO) .......................................................................................... 46 3.1.1. Cấu trúc của vật liệu LMO…………………………………………………….46 3.1.2. Thành phần mẫu LMO………………………………………………………...47 3.2. Vật liệu LSMx với x = 0.2, 0.3, 0.4 và 0.5. .............................................................. 47 3.2.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu LSMx………………………………………...47 3.2.2 Phổ tán sắc năng lượng của mẫu LSMx………………………………………..52 3.2.3. Ảnh kính hiển vi điện tử quét LSMx…………………………………………..54 3.2.4. Độ xốp của LSMx………………………………………… ...