多元復(fù)合摻雜ZrO-,2-固體電解質(zhì)材料的研究.pdf

1、作為一種新型發(fā)電方式，固體氧化物燃料電池(SOFC)的潛力是相當(dāng)巨大的。發(fā)展中溫SOFC成為SOFC研究與開發(fā)的熱點(diǎn)和趨勢。本實(shí)驗(yàn)通過對ZrO2電解質(zhì)材料進(jìn)行多元復(fù)合摻雜改性系統(tǒng)研究，造成晶格畸變，增大氧空位遷移通道R，提高試樣電導(dǎo)率，以期用于中溫SOFC。 采用傳統(tǒng)高溫固溶法制備了Y2O3、Yb2O3、Sc2O3(Dy2O3)、Al2O3和CaO多元復(fù)合摻雜的ZrO2固體電解質(zhì)材料。在ZrO2中添加適量由Y2O3、Yb2O3、

2、Sc2O3(Dy2O3)組成的復(fù)合摻雜劑，當(dāng)復(fù)合添加組成為8～8.6mol％時，試樣電導(dǎo)率得到顯著提高(1000℃，0.19S/cm)，電導(dǎo)活化能降低，該材料在1000℃下工作，運(yùn)行900h時仍具有較高電導(dǎo)率(約0.15S/cm)，具有較好的抗衰老性。然而，該材料的燒結(jié)性(相對密度約95％)和強(qiáng)度(彎曲強(qiáng)度約100MPa)有待于提高，因此繼續(xù)添加少量Al2O3，CaO以及二者的混合物。結(jié)果表明，少量Al2O3對材料電性能影響較小，但提高