PDF《中国科学院大连化学物理研究所》

中国科学院大连化学物理研究所 优秀博士后奖励基金申请表 申请人: 叶克研究组:

502 组 学科专业: 物理化学 合作导师: 包信和 填表日期:

2018 年3月28 日 中国科学院大连化学物理研究所制

1 姓名叶克性别男出生日期

1985 年3月17 日民族汉学历/学位 博士 专业技术职务 副教授 毕业院校 日本北海道大学 专业化学 (拟) 入站时间

2018 年3月6日入站性质 统招统分 √在职人员 E-Mail 联系电话 学习简历起止年月 所在单位/专业 所获学位

2003 年9月-2007 年6月哈尔滨工程大学/化学工程与工艺 学士

2007 年9月-2009 年7月哈尔滨工程大学/应用化学 硕士

2010 年4月-2013 年3月日本北海道大学/化学 博士 工作经历起止年月 所在单位 职务

2009 年7月-2013 年12 月 哈尔滨工程大学 助教

2014 年1月-2016 年5月哈尔滨工程大学 讲师

2016 年6月- 至今 哈尔滨工程大学 副教授

2013 年9月-2016 年7月哈尔滨工程大学 博士后

2018 年3月- 至今 中国科学院大连化学物理研究所 博士后 博士学位论文摘要博士论文题目 阳极氧化法制备纳米氧化膜 ZrO2-WO3-SiO2 质子传导特性的机理研究 指导教师姓名 幅崎浩树 教授 (限800 字) 随着全球能源危机与环境问题的日益突出,燃料电池被认为是解决这些问题的关键手段之一.

燃料电池由于具有高能量转化率和低污染排放量而越来越受到各国政府的广泛重视. 目前,在各种 类型的燃料电池中, 操作温度在

200 到400o C 之间的中温燃料电池由于可以使用包括碳氢化合物在 内的大部分燃料、 更简化的模块设计 (相对于高温燃料电池) 和非贵金属催化剂而备受人们的关注. 在200~400o C 下高离子电导率固体电解质材料是实现高性能中温燃料电池的技术瓶颈.因此,本 论文的研究目的是制备一种具有高离子电导率的电解质薄膜材料以应用于中温燃料电池领域. 系统研究了硅元素的加入对无定形 ZrO2CWO3 阳极氧化膜质子电导率的影响.研究表明,在20o C 和0.1 mol L?1 磷酸溶液中,100 V 电位下通过阳极氧化磁控溅射 Zr37W47Si16 合金薄膜,一步 制备了厚度为

200 nm 的无定形 ZrO2CWO3CSiO2 阳极氧化膜, 该氧化膜表现出了优异的质子电导率. 利用电化学交流阻抗、 透射电子显微镜、辉光放电光发射光谱和卢瑟福背散射光谱等测试手段对制 备的阳极氧化膜进行了表征.SiO2 掺杂 ZrO2-WO3 氧化膜后显著提高了其热力学稳定性.即使在干

2 燥的氩气氛围中 300o C 下热处理后,ZrO2CWO3CSiO2 阳极氧化膜在 50C225o C 温度范围内也显示出 稳定的质子电导率,但是 Zr43W57 合金上氧化的 ZrO2CWO3 阳极氧化膜在 250o C 下热处理后便失去 了质子电导率.在高的热处理温度下,电导率的恶化与合金/阳极氧化膜界面处低电导率层的扩散 诱导形成有关. 为了获得足够低的 ASR 阻抗值,我们采用纳米薄膜化技术来降低电解质膜厚.研究表明, ZrO2-WO3-SiO2 阳极氧化膜具有新颖的双层结构,它由一层薄的纯 ZrO2 外层(不含钨和硅元素) 和主体 ZrO2-WO3-SiO2 内层组成. ZrO2-WO3-SiO2 阳极氧化膜的质子电导率具有奇特的厚度依存性, 通过从

300 nm 到140 nm 降低膜的厚度可以使质子电导率提高一个数量级.ZrO2-WO3-SiO2 阳极氧 化膜质子电导率的厚度依赖性与外层 ZrO2 的电导率有关, 它随膜层厚度的降低呈指数增长.