固体电解质BaCe1-xREXO3-δ的电导率及燃料电池性能

利用溶胶-凝胶法合成了BaCe1-xRExO3(RE稀土)系列固体电解质,结果证明纯BaCeO3导电性较差,RE3+的引入,取代了晶格中的Ce4+,增加了氧空位,大大提高了体系的导电性.文章还研究了掺杂的BaCeO3体系的导电机理,讨论了不同稀土离子掺杂对电导率的影响,以BaCe1-xRExOa-δ为固体电解质组装了H2/O2燃料电池,电池的开路电压接近1V,短路电流密度超过100mA/cm2,以BaCeo.8Cdo.2O2.9为SOFC电解质,800℃时最大输出功率密度达30mW/cm2.     

新型固体电解质Ce5.9Ga0.1MoO15-δ的溶胶-凝胶制备及其导电性能

采用溶胶-凝胶法和固相法制备了Ce5.9Ga0.1MoO15-δ.通过差热-热重分析、X射线粉末衍射、X射线光电子能谱和交流阻抗谱等手段对其进行结构表征和导电性能测试.结果表明:Ga的掺杂可增加氧离子空位浓度,改善母体的电导率;测试温度为800℃时溶胶-凝胶法合成Ce5.9Ga0.1MoO15-δ的电导率为6.5×10-3S/cm,高于固相法制备材料的电导率(1.8×10-3S/cm).     

新型固体电解质Ce5．9Ga0．1M0015-δ的溶胶-凝胶制备及其导电性能

采用溶胶-凝胶法和固相法制备了Ce5．9Ga0．1MoO15小通过差热-热重分析、X射线粉末衍射、X射线光电子能谱和交流阻抗谱等手段对其进行结构表征和导电性能测试．结果表明：Ga的掺杂可增加氧离子空位浓度,改善母体的电导率;测试温度为800℃时溶胶-凝胶法合成％．9Gao．1M0015—8的电导率为6．5×10^-3S／cm,高于固相法制备材料的电导率（1．8×10^-3S／cm）．     

Ce_(1-x)Dy_xO_(2-δ)固体电解质的合成及其性能研究

采用溶胶-凝胶法合成Ce1-xDyxO2-δ(x=0.05~0.50)固溶体,通过X射线衍射、拉曼光谱、原子力显微镜对样品进行结构表征,利用交流阻抗谱测试其电性能.结果表明:掺入Dy3+可提高Ce1-xDyxO2-δ的电导率,其中Ce0.9Dy0.1O2-δ的电导率最高,活化能最小,600℃时的电导率为5.50×10-3S.cm-1,活化能为0.85 eV,比纯CeO2的电导率提高了3个数量级.     

固体电解质电导率的计算

本文通过对0.5Li_2O—0.5P_2O_5玻璃的复平面分析,由所得阻抗谱导出在一定温度下阻抗随频率变化的解析式,将其与RC并联电路的阻抗表示式进行比较,从中得到固体电解质电导率的计算公式。     

Li1+xAlxTi2-x(PO4)3(x=0~0.4)溶胶-凝胶法合成及其性质

以乙酸锂、硝酸铝、钛酸丁酯、磷酸二氢铵为原料,利用溶胶-凝胶法合成锂离子Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃(x=0~0.4)固体电解质体系,检测结果表明：Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃体系具有较好的结晶性,合成的粉末与烧结片之间的结晶性与结构差异不大;当Al³⁺掺杂量逐步增加时,离子电导率逐渐增大,并在x=0.3时达到最大值,但掺杂量进一步增加时,离子电导率迅速下降;活化能的变化趋势与离子电导率相反.     

溶胶-凝胶法制备LaxCa1-xMoO4＋δ电解质粉体

用溶胶-凝胶法（sol—gel）合成了新型白钨矿结构固体电解质LaxCa1-xMoO4＋δ（x=0～0．3）的粉体．通过DTA、XRD、IR等现代测试分析手段,对凝胶的热分解和相转变过程进行了研究,用TEM对粉体的形貌进行观察．结果表明：900℃煅烧干凝胶可得纯四方白钨矿相的LaxCa1-xMoO4＋δ粉体．制得的粉体较均匀,粒径分布范围为80～100nm;且随La^3＋掺入量的增加,粉体颗粒有增大的趋势．     

(La_xSr_(1-x))(Ga_yMg_(1-y))O_3固体电解质的制备及性能研究

采用固相法制备了锶,镁掺杂的镓酸镧(LSGM)固体电解质材料,并对其结晶结构、表面形貌和室温下的电导率进行了研究.XRD分析表明,LSGM样品具有正交钙钛矿结构.利用SEM,分析了烧结保温时间对LSGM样品表面形貌的影响.通过交流阻抗仪测试了室温下LSGM各个组分的电导率,发现在实验中所制备的组分范围内,LSGM体系具有以下特点固定Sr的掺杂量,电导率随Mg的增加而降低;固定Mg的掺杂量,电导率随Sr的增加而增加.     

溶胶-凝胶法制备固体电解质SmxLi0.5-xCa0.5TiO3及其性质

采用溶胶-凝胶方法制备了Sm3 掺杂Li0.5Ca0.5TiO3的固体电解质SmxLi0.5-xCa0.5TiO3,用X-Ray衍射仪、透射电子显微镜、交流阻抗对其结构、形貌和离子电导率等性能进行测试分析.结果表明,800℃热处理可形成结晶完好钙钛矿结构;所得颗粒呈片状,尺寸约为40 nm;常温时的离子电导率随掺入Sm的量的增加而增大,并在x=0.02时达最大;然后,随掺入Sm量的增加而下降.     

Ce0.8Y0.2-xMgxO2-δ电解质材料的制备及其性能

以金属硝酸盐Ce(NO₃)₃、Y(NO₃)₃、Mg(NO₃)₂为原料,采用溶胶-凝胶法制备系列电解质材料Ce_0.8Y_0.2-xMg_xO_2-δ(x=0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1),并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)等手段对样品进行测试表征.结果表明,电解质材料经600℃煅烧3 h后形成立方萤石结构,并具有较高的烧结活性.压制成片的电解质在1 550℃下烧结仍为立方萤石结构,较为致密;电化学性能研究表明,800℃时电导率为0.039 S/cm, Ce_0.8Y_0.2-xMg_xO_2-δ电解质材料可以作为中温固体氧化物燃料电池的候选材料.     

中温固体氧化物燃料电池性能的初步研究

本文初步研究了一种新型中温固体氧化物燃料电池的性能,包括工作温度、功率输出特性以及电池的稳定性等,试验结果表明,制备的PEN单电池可以在500～600℃的温度下工作,开路电压(OCV)达O.8～1.0V,电池输出功率密度可达0.1W/cm2。升高温度可以提高电池性能,同时又降低了电池的稳定性,较合适的工作温度为550℃左右。     

BaCe0.75Y0.25O3-δ中温电解质的制备及单电池性能

采用溶胶-凝胶法制备掺Y³⁺的BaCeO₃电解质BaCe_0.75Y_0.25O_3-δ. 通过TG\|DTA和烧结曲线测试表明, 样品在1 080 ℃附近开始烧结; XRD谱分析表明, 空气中1 450 ℃烧结10 h的样品已成单相, 为正交钙钛矿结构; 单电池H₂(wet),Ag｜BCY1450｜Ag,Air(dry)测试结果表明, 基于BCY1450电解质的单电池在中温范围具有较高的开路电压.     

Co掺杂对Ce_(0.85)Y_(0.15)O_(2-δ)固体电解质材料性能的影响

采用固相反应法合成并在不同温度下烧结Ce0.85Y0.15-xCoxO2-δ(x=0、0.01、0.03和0.05)固体电解质材料,着重研究Co掺杂量对试样的体积密度和离子电导率的影响.采用X射线衍射(XRD)分析烧结后试样的晶体结构,Archimedes法测定烧结试样密度,电化学阻抗谱测量试样的离子电导率.结果表明:试样Ce0.85Y0.15-xCoxO2-δ(x=0、0.01、0.03和0.05)1 400℃烧结后均呈单一的立方萤石结构相,掺杂Co可以有效提高试样的体积密度,促进试样烧结.此外,一定量的Co还可以增加试样的离子电导率,相同烧结条件下试样Ce0.85Y0.14Co0.01O2-δ呈现出最高的离子电导率,1 450℃烧结,其离子电导率在800℃时达到0.083 1 s/cm.     

固体氧化物燃料电池阳极材料 La1-x Srx Cr1-y Mny O3-δ的合成及性能研究

采用固相法制备 La1-x Srx Cr1-y Mny O3-δ固体氧化物燃料电池（SOFC）阳极材料，用TG-DTA和X射线衍射分析仪分析了LSCM材料中钙钛矿相的形成过程，用SEM、直流四探针、交流阻抗等方法对合成材料的结构与性能进行研究。研究结果表明：用固相法制备所得到的非晶产物分别在1250℃和1350℃下烧结15h都能得到单一的钙钛矿相，对LSCM样品电性能研究表明，其电子电导率随温度的升高而增加，在850℃时空气状态下的电子电导率可达29．2S／cm；LSCM交流阻抗图是有由两个半圆组成的，显示出良好的离子电导率．     

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.     

纳米Y2O3掺杂CeO2固体电解质导电性能及机理研究

以纳米粉体为原料，采用固相反应法制备了Y2O3掺杂CeQ2、运用XRD分析了它们的相组成和结构，在300℃-1000℃温度范围内利用交流阻抗谱技术，试其电性能。结果表明在掺杂范围内，固体电解质存在三种不同的导电机理。     

膨润土矿物固体电解质的制备及导电性能研究

以膨润土为原料,经硫酸处理后得到层状结构明显的矿物材料,通过制浆干燥的方法向层间有效插入Na+,制备了在室温下具有较高离子电导率的固体电解质.考察了矿物材料的微观结构、Na+含量及含水量对矿物材料电导率的影响,并用扫描电镜、能谱、红外光谱和X射线衍射对其结构进行了表征,结果表明,此法制备的膨润土矿物电解质材料在常温下离子电导率最高可达到7.81×10-4 S·cm-1,比传统的高温固相法提高了2倍.     

Laβ—Al2O3固体电解质的制备和性能

用直接合成法制备了Ｌａβ－Ａｌ２Ｏ３固体电解质，利用阻抗谱测定了电导率，研究了电导率和温度、ＭｇＯ含量之间的关系，得出最了的组成为ａＭｇ０．４Ａｌ１０．７Ｏ１７．９５。在４５０℃到１０００℃温度下测得电导率为１０＾－６到１０＾－２Ｓ．ｃｍ＾－１，活化能为０．８９ｅＶ到１．０２ｅＶ。测定了８００Ｃ下的离子迁移烽接近于１。     

掺杂LaCoO_(3-δ)的非化学计量比及混合电导率(英文)

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成了掺杂钙钛矿型氧化物LaCoO3-δ系列粉末,并通过X射线衍射分析、扫描电镜和激光粒度分析等技术对粉末进行了表征。结果表明合成的粉末为均匀、近似球形、粒度在0.5～50μm的颗粒团聚体。采用碘滴定法测定了合成氧化物的氧非化学计量值,结果说明氧空位浓度随掺杂铁含量的提高而降低。采用直流四端子法考察了合成材料的混合电导率,结果表明材料的混合电导率随温度、氧空位和密度的提高而提高。