中溫固體氧化物燃料電池雙摻雜CeO-,2-基電解質(zhì)材料的研究.pdf

1、該工作選取檸檬酸鹽絡(luò)合法(濕化學(xué)反應(yīng)法)制備CeO<,2>基電解質(zhì)材料,考察制備條件、摻雜離子的半徑和濃度等因素對材料性質(zhì)和電導(dǎo)率等性能的影響.運(yùn)用多種表征手段包括XRD、低溫氮吸附、粒子大小和分布、高分辨SEM等,對材料的性質(zhì)如BET比表面積、平均粒子大小、平均晶粒大小、晶胞參數(shù)、燒結(jié)密度、晶相等,進(jìn)行了測量和表征.獲得了在研究范圍內(nèi)的電解質(zhì)材料最佳制備條件;在最佳制備條件下研究了摻雜離子半徑和濃度對電解質(zhì)材料性質(zhì)和電導(dǎo)率影響的基本規(guī)

2、律;在證實(shí)了CeO<,2>基的電解質(zhì)材料中的Ce<'4+>易還原成Ce<'3+>而導(dǎo)致電子電導(dǎo)增加是其電導(dǎo)率下降的一個(gè)原因外,還發(fā)現(xiàn)了CeO<,2>基的電解質(zhì)材料在高溫下燒結(jié)時(shí)會(huì)發(fā)生相分離和在還原氣氛下電解質(zhì)材料會(huì)發(fā)生表面結(jié)構(gòu)形貌的變化等問題也會(huì)對電解質(zhì)材料的電性能產(chǎn)生很大的影響.通過對雙摻雜CeO<'2>基電解質(zhì)材料存在問題的研究,目的是要尋求解決這些問題的途徑.該論文研究的主要結(jié)果如下:1.制備條件對電解質(zhì)材料性質(zhì)及電導(dǎo)率的影響對檸

3、檬酸用量、成膠溫度、焙燒溫度和升溫速率等四個(gè)制備參數(shù)進(jìn)行了考察.2.摻雜元素組成及其離子半徑對材料性質(zhì)和電導(dǎo)率的影響對摻雜堿土金屬元素及其離子半徑和稀土金屬元素及其離子半徑的影響進(jìn)行了考察.3.CeO<,2>基電解質(zhì)材料用作中溫SOFC電解質(zhì)時(shí)存在的問題對電解質(zhì)材料還原前后的電導(dǎo)率以及再氧化處理后的電解質(zhì)材料電導(dǎo)率的比較研究發(fā)現(xiàn),在300-500℃溫度范圍內(nèi),還原氣氛下的電導(dǎo)率高于空氣氣氛下的電導(dǎo)率;在500-700℃溫度范圍內(nèi),還原氣