Properties and Application of Double Alkali Earth Doped Ce0.9Ca0. 1 - xSrxO1.90

A series of solid solution material based on ceria, Ceo.9Cao.l-xSrsOi.90(x = 0, 0.04, 0.05, 0.06), were synthesized by a solid reaction method. Ceria doped with two alkali earth dements has cubic fluorite structure. The ionic conductivity of these materials at high temperature was studied by impedance spectra, and an increasing effect of ionic conductivity was found. A maximum conductivity is achievedwhen the effective ionic radius is near to the critical radius (0. 1106 nm). Some fuel cells were made using these materials as electrolyte. The output power and current of the SOFC with the electrolyte of double doped ceria are better than those of YSZ and single doped ceria, and the open-circuit-voltage of the double doped ceria is also higher than that of the single doped ones.     

低成本YSZ电解质膜管的制备和性能研究

用真空注浆法制备出膜厚为0.2mm的8mol%YSZ电解质膜管，用排水法、SEM和复阻抗等分析手段研究了YSZ电解质膜管烧结密度、表面形貌及其电导性能，确定了可使YSZ电解质膜管获得最佳烧结性能的烧结温度。研究结果表明，真空注浆法是一种制备高烧结性能YSZ电解质膜管的简单方法。用这一方法已制备出相对密度为98.1%、长度为254mm的致密YSZ电解质膜管，其烧结温度范围比传统注浆法制备YSZ电解质管降低了190～200℃。研究还表明，随烧结温度升高，样品致密度增大，导电性能也逐渐提高。经1600℃烧结2h样品的烧结密度和导电性能均达到最佳值；进一步提高烧结温度，样品的致密度和电学性能均有所下降。     

管状YSZ电解质的制备及其在固体氧化物燃料电池中的应用*

以 8mol %钇稳定化氧化锆 (YSZ)为原料 ,以阿拉伯树胶为分散剂和粘接剂 ,采用改进注浆法制备出长度为 2 2 6～2 60mm、壁厚为 0 .4～ 0 .9mm的致密YSZ电解质薄管。设计并制出带有一定锥度的空芯石膏模 ,研究了球磨时间对成型料浆稳定性的影响 ,烧结温度对YSZ样品致密度的影响。研究结果表明 :球磨时间在 75～ 14 0min的范围内料浆的稳定性较好 ,随烧结温度的升高 ,样品的致密度提高。用这种YSZ薄管制成固体氧化物燃料电池 ,电池的电学性能随温度的升高而明显提高 ,三节电池串联的最大功率为 2 .2W。     

YSZ-Al2O3电解质膜管制备及其应用

以吡啶为分散剂,采用真空注浆法制备出膜厚为0．2 mm、长度为35 mm的致密YSZ-Al2O3电解质膜管,研究了烧结温度对样品致密度和离子电导率的影响,确定了获得电解质膜管综合性能的最佳烧结温度范围。用1 650 ℃烧结2 h制备的致密YSZ-Al2O3电解质膜管组装成固体氧化物燃料电池,以氢气为燃料,研究了电池在600～850 ℃电池的电性能。实验结果表明,真空注浆法可制备出具有高密度和高电导率的YSZ-Al2O3电解质膜管,经1 600 ℃烧结2 h其相对密度已达理论密度的99．0％,接近理论密度。单电池的开路电压最大值为1．164 V,850 ℃时输出功率为0．42 W。     

改进注浆法制备YSZ电解质薄管的烧结和电性能

用改进注浆法制备出8mol%钇稳定化氧化锆（YSZ）电解质长薄管，研究了YSZ电解质长薄管的烧结工艺，分析了烧结过程和Al2O3掺入量对其致密性的影响，确定了相应的烧结制度，并对所获得的YSZ电解质薄管的电性能进行了研究。研究结果表明：升温速度对YSZ长薄管的性能有着重要影响，坯体中阿拉伯树胶在600℃时被完全烧尽，1400～1500℃的温度范围是烧结的重要阶段，这期间气孔率显著下降，致密性明显提高。加入适量的Al2O3有助于提高YSZ长薄管的致密性。样品的氧离子电导率随烧结密度的增大而提高。利用改进注浆法和上述烧结工艺在1650℃已烧制出相对密度为96.7%、长度为266mm、厚度为0.4～0.9mm的YSZ电解质长薄管。     

制备条件对NiO/SDC阳极基体上LSGMC膜性能的影响

以未完全晶化的La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.115Co0.085O3-!(LSGMC)为原料,用胶体沉积法在NiO/SDC阳极基体上制备出LSGMC膜。用X射线衍射方法(XRD)、直流四端法和扫描电子显微镜(SEM)研究制备条件对LSGMC膜相成分、电学性能和表面形貌的影响。研究结果表明,阳极基体煅烧温度对LSGMC膜的电学性能具有强烈的影响。LSGMC膜经1400℃烧结10h具有较高的电学性能和致密性。1400℃烧结10h的LSGMC膜800℃时的电导率达到0.97S/cm。研究还表明,由于LSGMC膜在制备过程中,阳极基体中的Ni扩散到LSGMC膜中,引入了电子电导,因此导致NiO/SDC阳极基体上LSGMC膜的电导率明显增大。     

Electrical Properties and Applications of （ZrO2）0.92 （Y2O3）0.08 Electrolyte Thin Wall Tubes Prepared by Improved Slip Casting Method

8%(mole fraction) yttria-stabilized zirconia electrolyte thin wall tubes were prepared by improved slip casting method. The length and wall thickness of the tubes are 266 mm and 0.4 - 0.9 mm, respectively and the relative density is 96.7 %. The microstructure and electrical properties of samples sintered at different temperatures were studied using SEM and ac impedance spectroscopy. The effect of sintered density, grain and grain boundary on the electrical properties of the samples was analyzed. The research results show that the density of the samples increases gradually with increasing sintering temperatures. The microstructurc of samples strongly influences its electrical properties, and the electrical prop.erties of samples enhance with the increase of sintered density. The ionic conductivity of grain and grain boundary is increased as the sintering temperature increases. Better sinterability of the samples was obtained at the sintering temperature of 1650℃. The maximum open circuit voltage and short circuit current for single cell is 0.946V and 1.84A, respectively. The maximum output power of single cell is 0.46W at the temperature of 850℃.     

管状YSZ电解持的制备及其在固体氧化物燃料电池中的应用

以8mol%钇稳定化氧化锆（YSZ）为原料,以阿拉伯树胶为分散剂和粘接剂,采用改进注浆法制备出长度为226－260mm、壁厚为0.4-0.9mm的致密YSZ电解质薄管。设计并制出带有一定锥度的空芯石膏膜,研究了球磨时间对成型料浆稳定性的影响,烧结温度对YSZ样品致密度的影响。研究结果表明：球磨时间在75-140min的范围内料浆的稳定性较好,随烧结温度的升高,样品的致密度提高。用这种YSZ薄管制成固体氧化物燃料电池,电池的电学性能随温度的升高而明显提高,三节电池串联的最大功率为2.2W。     

用柠檬酸-硝酸盐合成La0.8Sr0.2Ga0.85Mg0.15O3-δ及其性能

用柠檬酸-硝酸盐水系溶液为前驱体合成了具有钙钛矿结构的中温电解质La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.85)Mg_(0.15)O_(3-s-δ)(LSGM)。用DTA-TGA和X射线衍射仪分析了LSGM材料中钙钛矿相的形成过程,用热膨胀仪和交流复阻抗谱研究了样品的烧结、热膨胀和电学性能。研究结果表明:用柠檬酸-硝酸盐溶液制备LSGM所得到的非晶产物在800℃时开始形成钙钛矿相,1400℃烧结6 h已经完全转变成稳定钙钛矿相,LSGM样品在1450℃烧结6 h,相对密度已经达到98％。1450℃烧结6 h的LSGM样品阻抗谱研究表明:与固相法制备的LSGM相比,用柠檬酸-硝酸盐溶液合成的LSGM晶界电阻和杂相电阻都很小,不影响样品的电导。表明用湿化学法合成LSGM有利于提高纯度,改善导电性能。850℃时样品的电导率为6.0×10~(-2)S/cm,900℃时单电池的最大输出功率密度为12.2 mW/cm~2,短路电流密度达刭55.2 mA/cm~2。     

无Co双钙钛矿结构中温固体氧化物燃料电池阴极材料SmBaFeNiO5+δ及其性能优化

用溶胶–凝胶法合成了无Co的双钙钛矿SmBaFeNiO_5+δ(SBFN)阴极材料,并引入Sm_0.2Ce_0.8O_1.9 (SDC)电解质材料制备复合阴极,降低热膨胀系数和优化性能。研究表明:SBFN在30~900℃的平均热膨胀系数为14.1×10^-6 K^-1,SBFN–SDC15 (质量比为85:15)复合阴极的平均热膨胀系数降为12.0×10^-6 K^-1。SBFN在425℃时电导率具有最大值,为48 S/cm。700℃时SBFN|SDC|SBFN对称电池的界面极化阻抗(Rp)为0.386Ω·cm²。在SBFN中引入SDC可以改善其电化学性能,SBFN–SDC10 (质量比为90:10)复合阴极具有最低的Rp,为0.224Ω·cm²。800℃时,以SBFN和SBFN–SDC10为阴极的单电池,最大功率密度分别为367.6 m W/cm²和507.8 m W/cm²。