中溫固體氧化物燃料電池電解質(zhì)的制備與研究.pdf

1、中溫化是固體氧化物燃料電池(SOFCs)商業(yè)化發(fā)展的必然趨勢(shì)，在中溫下，具有高氧離子電導(dǎo)率和低活化能的電解質(zhì)材料是固體氧化物燃料電池商業(yè)化的關(guān)鍵。磷灰石型硅酸鑭為氧離子導(dǎo)體，具有中溫電導(dǎo)率高、活化能低的特點(diǎn)，在很寬的氧分壓范圍內(nèi)為純氧離子電導(dǎo)。Mg摻雜的磷灰石型硅酸鑭是目前磷灰石型硅酸鑭中氧離子電導(dǎo)率最高的材料之一。
　　本論文采用射頻磁控濺射法制備了Mg摻雜的磷灰石型硅酸鑭La10Si5.8Mg0.2O26.8電解質(zhì)薄膜和未摻雜

2、的磷灰石型硅酸鑭La10Si6O27電解質(zhì)薄膜。薄膜的物相、表面形貌、成分和厚度，分別采用XRD、SEM、EPMA和表而輪廓儀進(jìn)行表征，研究了負(fù)偏壓、退火溫度、工作氣壓對(duì)薄膜組分和結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，工作氣壓為0.9Pa，退火溫度為1100℃，不施加偏壓的Mg摻雜薄膜結(jié)構(gòu)最佳。對(duì)于未摻雜薄膜，最佳參數(shù)為:無偏壓，工作氣壓為0.8Pa，退火溫度為1100℃。
　　本文以硝酸鹽及硅酸乙酯為原料，用檸檬酸和乙二醇作絡(luò)合劑，采用溶膠

3、-凝膠法制備了Mg摻雜的磷灰石型硅酸鑭粉體材料La10Si5.8Mg0.2O26.8，然后在200MPa下把粉料壓成直徑為(○)6mm的圓片，做最后燒結(jié)，主要研究燒結(jié)溫度對(duì)陶瓷片性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，存900℃煅燒8小時(shí)所合成的La10Si5.8Mg0.2O26.8粉體為磷灰石型硅酸鑭。陶瓷片的XRD及SEM結(jié)果表明，在1550℃和1600℃下燒結(jié)的La10Si5.8Mg0.2O26.8陶瓷片中沒有雜相，致密度高，致密度分別為93.