Sr、Mg掺杂量对LaGaO3基电解质离子电导率的影响

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能量转换效率高和环境友好的新能源装置.采用固相反应法制备了8种具有钙钛矿结构的锶、镁掺杂的镓酸镧固体电解质材料,对其相结构、致密度和离子电导率进行了研究.结果表明,降低烧结升温速率有利于烧结产品的致密化,通过锶、镁掺杂有利于提高该材料的离子电导率;与使用8%mol氧化钇稳定的氧化锆(即8YSZ,其工作温度为1 000 ℃)相比,使用该材料作为SOFC电解质,降低了SOFC的工作温度.     

固体氧化物燃料电池电解质用离子导体

固体氧化物燃料电池以其高的能量转换效率和清洁的发电而被广泛研究。其中电解质--离子导体材料是影响固体燃料电池的效率和热力学稳定性的关键。作为所期望的电解质材料应满足以下要求：（1）高的离子导电,（2）低的电子导电,（3）在使用条件-热力学稳定,（4）好的综合力学性能。在一些荧石相关结构和钙钛矿塑结构的氧化物中通过掺杂和取代形成氧空位可得到高的氧离子导电性。本文介绍了一些这类离子导体材料,并讨论了它们的特性。     

固体氧化物燃料电池的原理及研究进展

概述固体氧化物燃料电池（SOFC）的原理,综述了ZrO2基固体电解质型燃料电池的研究进展状况,提出了一些有待解决的问题。     

钙钛矿型固体电解质材料的发展现状

钙钛矿型材料是近些年来人门发现的离子导电率较高的固体电解质材料。将钙钛矿型固体电解质材料分为氧离子导电型和氢离子导电型两种类型,分别介绍了它们的导电机理及近期研究进展。     

钙钛矿型固体电解质材料的发展现状

钙钛矿型材料是近些年来人门发现的离子导电率较高的固体电解质材料.将钙钛矿型固体电解质材料分为氧离子导电型和氢离子导电型两种类型,分别介绍了它们的导电机理及近期研究进展.     

固体氧化物燃料电池电解质用离子导体

固体氧化物燃料电池以其高的能量转换效率和清洁的发电而被广泛研究.其中电解质—离子导体材料是影响固体燃料电池的效率和热力学稳定性的关键.作为所期望的电解质材料应满足以下要求(1)高的离子导电,(2)低的电子导电,(3)在使用条件一热力学稳定,(4)好的综合力学性能.在一些荧石相关结构和钙钛矿塑结构的氧化物中通过掺杂和取代形成氧空位可得到高的氧离子导电性.本文介绍了一些这类离子导体材料,并讨论了它们的特性.     

BaCeO3和SrCeO3基钙钛矿型固体电解质

综述了ＢａＣｅＯ３基和ＳｒＣｅＯ３基钙钛矿型固体电解质,从结构、不同气氛中导电性方面进行了介绍,对其应用方面进行了较为详细的分析。在燃料电池、电解池、薄膜反应器、气体传感器等方面的应用分析表明这２类固体电解质有广泛的应用前景。     

用流延法制备LSGM电解质膜的研究

稀土钙钛矿型氧化物LaGaO3是固体氧化物燃料电池(SOFC)研制中具有应用前景的固体电解质材料,用固相反应法制备La0.85Sr0.15Ga0.85Mg0.15O2.85粉末,其水溶液pH值出现先升后降的规律,由于粉末在水溶液中很稳定,因而可采用水基浆料制备电解质膜。在La0.85Sr0.15Ga0.85Mg0.15O2.85粉末中加入适量分散剂、粘结剂、塑化剂、去泡剂和溶剂,用流延法制备LSGM厚膜,其厚膜完整、无宏观缺陷及可以卷曲,经过1500℃、10～24h烧结后可得到致密的LSGM厚膜。     

聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成La0.9Sr0．1Ga0．8Mg0．2O3-δ中温固体电解质及其性能

采用聚丙烯酰胺溶胶凝胶法制备了具有钙钛矿结构的中温固体电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-?(LSGM)粉体材料.TG-DSC分析表明,凝胶在250℃附近发生强烈的氧化反应.XRD测试表明,凝胶在1400℃烧结6h,可以完全转变为稳定的钙钛矿相,经1000℃烧结所得粉体的颗粒尺寸平均为200-300 nm.1 450 ℃时烧结体的相对密度达到98%,平均粒径为3～10ìm.该样品在800℃时的电导率为7.5×10-2S/cm,活化能为37.4 kJ/m01.研究结果表明用聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成LSGM粉体有利于提高纯度,改善导电性能.     

多元硝酸盐—氧化铝复合固体电解质在中温区的离子和质…

采用固相反应法制备了多元硝酸盐－氧化铝复合固体电解质材料，对其结构及导电性进行了初步研究。结果表明：这种复合固体电解质材料为一多相混合体系，在４００℃附近，碱金属离子的电导率可达１０＾－１Ｓ／ｃｍ量级；这种复合材料是质子型导体，在含氢的环境中，质子迁移数约等于０．９，质子电导率在４００℃附近可达１０＾－２Ｓ／ｃｍ量级。     

Electrolyte materials for intermediate-temperature solid oxide fuel cells

Solid oxide fuel cells (SOFCs) directly convert chemical energy that is stored in a wide range of fuels into direct current electricity, with high efficiency and low emissions, via a series of electrochemical reactions at elevated operating temperatures (generally 400–1000 °C). During such an energy conversion process, the properties of electrolyte materials determine the working principle and operating temperature of the SOFC. When considering the cost and stability, lowering the operating temperature is critical, and this has become one of the developing trends in SOFC research. The key point for realizing a reduction in operating temperature is to maintain low ohmic resistance of the electrolyte and low polarization resistance of the electrodes. In practice, the mechanical and chemical stability of the electrolyte is also a big concern. According to their differences in ion conduction mechanisms, there are three main types of electrolyte material available, namely, oxygen ion-conducting, proton-conducting, and dual ion-conducting electrolytes. In this review, we give a comprehensive summary of the recent advances in the development of these three types of electrolyte material for intermediate-temperature SOFCs. Both conductivity and stability are emphasized. In conclusion, the current challenges and future development prospects are discussed.     

混合电导钙钛矿材料高温电化学应用前沿

 混合电导钙钛矿陶瓷材料可广泛应用于固体氧化物燃料电池、固体氧化物电解池和透氧膜等高温电化学器件,在能源转化、利用及存储领域展现出诱人的应用前景。综述了混合电导钙钛矿材料的结构、性质及应用现状,总结了现阶段研究的热点难点问题,并展望了未来发展趋势。     

固体氧化物燃料电池致密电解质薄膜制备技术

鉴于固体氧化物燃料电池(SOFC)在高温运行时存在的种种问题,电解质薄膜的厚度,降低其运行温度,是解决这些问题的重要途径.本文分别综述了目前常用的SOFC致密电解质薄膜的制备工艺,如化学法、物理法、陶瓷粉末法等,评述了它们的优缺点,并介绍了采用上述方法制备电解质薄膜的性能和用于电池研究的实验结果.     

Sm2O3掺杂Ce2O3的加入量对YBa2Cu3O7-δ界面性能的影响

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有稳定性高、寿命长、污染低等优点,是二十一世纪的绿色能源之一。当前SOFC阴极通常采用掺杂的ABO3钙钛矿型材料。这类材料在高温下具有较高的导电率和催化活性,但中温化是SOFC的趋势,高温下常用的La(Sr)MnO3阴极材料在中温下性能下降,不能满足中温下电导率的要求。本论文尝试采用柠檬酸燃烧法来制备YBa2Cu3O7-δ,并在YBCO中加入一定量的Sm2O3掺杂的Ce2O3(SDC)作为SOFC的阴极材料,通过对阻抗分析,研究了SDC掺杂量、烧结温度等对该阴极材料性能的影响。实验结果表明:随着SDC的掺杂量x(0≤x≤50%)和烧结温度的升高,阴极材料的界面阻抗减小。在SDC的掺杂量为50%时,且在800℃下烧结得到的烧结体界面阻抗最小,其界面比电阻仅为0.1353ohm/cm2(800℃),这标志着掺杂SDC的YBCO作为中温固体氧化物燃料电池的阴极材料时非常具有发展前景的。     

Ba0．5Sr0．5Co0．2Fe0．8O3—δ阴极材料制备与性能表征

采用凝胶浇注法（gelcasting）合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba0.5Sr0．5Co0．2Fe0．8O3-δ粉体。对BSCF粉末和烧结体的性能进行了测试分析。结果表明,制备的试样为单一钙钛矿相,其颗粒尺寸均匀,BSCF阴极材料的电导率随测试温度的升高而降低,其中Ba0．5Sr0．5Co0.2Fe0．8O3-δ在500℃电导率为25．4S／cm。Ba0.5Sr0．5Co0.2Fe0．8O3-δ与SDC的界面阻抗在800℃为0．20Ωm2。     

中温陶瓷燃料电池电解质与电极材料研究现状

对目前用作中温固体氧化物燃料电池的电解质材料和电极材料作了简要的综述。确定了今后的研究方向是以CeO2基和BaCeO3基电解质为主，并且研究与之相匹配的电极材料。     

SOFC梯度功能PEN部件的等离子熔射数字化制造

将功能梯度材料、快速原型制造、等离子熔射与机器人数字化成形技术相结合,多层连续熔射快速制造平板和瓦楞式固体氧化物燃料电池(SOFC)的三合一电极(PEN)部件.采用自主研发的梯度功能送粉设备,通过系统的工艺试验,探讨并研究了阳极、电解质与阴极层间连续梯度变化规律,以及阳极与阴极的多孔性特征;利用电子探针和能谱分析等检测手段分析了PEN部件材料成分的梯度变化情况.结果表明:采用本方法能够获得SOFC的PEN部件所需的成分与组织呈连续梯度变化,阳极与阴极孔隙率高的梯度功能涂层.     

板式固体氧化物燃料电池的热应力分析

为了深入掌握固体氧化物燃料电池(SOFC)的结构性能,进而提高其可靠性,在对SOFC的内部流动和电化学特性进行数值模拟,对顺流和逆流两种流动情况下板式SOFC内温度分布、电势特征和电流密度特征进行分析的基础上,将数值计算得到的温度场作为载荷施加到SOFC的热应力模型中,建立了数值模拟SOFC的有限元热应力模型,对SOFC关键结构中的三合一电极板中的热应力分布特征进行了分析研究.研究结果表明:相对于顺流形式,逆流形式燃料入口附近的温度梯度要大得多;材料间热膨胀系数的不匹配导致了热应力的产生;热应力的大小与温度分布和温度梯度密切相关.由于过大的热应力可能会导致SOFC结构开裂甚至破坏,该研究工作为SOFC单电池和电池堆的设计优化提供了重要的理论依据.