钛掺杂对质子导体BaCe0.8Y0.2O3-δ稳定性以及电性能的影响

采用固相反应法成功制备具有不同Ti掺杂量的BaCe0.8–xY0.2TixO3–δ(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)纯相粉体,进一步通过20 h的球磨处理获得了具有理想粒径分布的陶瓷粉体。在1600℃进行烧结,获得了显微结构较理想的致密陶瓷。陶瓷的阻抗谱分析结果表明：Ti的掺杂并没有明显影响BaCe0.8Y0.2O3–δ的导电性,并且即使0.05的Ti掺杂量也使BaCe0.8Y0.2O3–δ在94%N2+3%CO2+3%H2O气氛中的化学稳定性得到了显著的提高,证明Ti是BaCe0.8Y0.2O3–δ体系一种理想的掺杂剂。     

用于固体氧化物燃料电池的Zn掺杂BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3-δ质子导体电解质的制备与性能

采用柠檬酸–硝酸盐燃烧法制备了质子导体固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质材料BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3–δ(BZPY)和BaZr0.7Pr0.1Y0.16Zn0.04O3–δ(BZPYZn)。研究了Zn掺杂对材料烧结、热膨胀系数和电性能的影响;利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品物相和微观结构进行了表征。结果表明:BZPYZn经1 100℃煅烧5h后呈单一的钙钛矿结构。随烧结温度的升高(从1 300℃到1400℃),BZPYZn陶瓷体的晶粒尺寸增大,而孔隙率减小;1350℃保温5h烧结的BZPYZn陶瓷样品的相对密度达到97.3%;500～800℃范围内,离子电导率介于10–3～10–2S/cm之间。室温至1 000℃范围内,样品的热膨胀系数为9.2×10–6/K,表明其与电极材料(Ni)的热匹配性好。预示BZPYZn有望成为良好的质子传导型中温SOFC电解质材料。     

溶胶-凝胶法合成SrFe0.7Cu0.3O3-δ混合导体透氧膜材料的研究

利用溶胶-凝胶法制备了SrFe0.7 Cu0.3O3-δ混合导体透氧膜材料粉体,采用TG-DSC、XRD进行分析表征,考察了不同制备条件下溶胶.凝胶的性质、所制备的粉体的物相组成.结果表明:溶胶在pH=4左右、脱水温度80℃、柠檬酸与总金属离子物质的量配比C/Mn+=2、干凝胶在900℃下焙烧保温5 h,可制得结晶度高、具有单一稳定钙钛矿结构的粉体.     

质子导体基固体氧化物燃料电池的新认识

质子导体基固体氧化物燃料电池(P-SOFC/PCFC)是建立在质子传导机制上的全固态、绿色、经济的发电装置。鉴于目前固体氧化物燃料电池(SOFC)的低温化发展趋势,本综述系统分析了PCFC内部的质子传导机制,总结了目前常见的PCFC电解质和电极材料,探讨了PCFC内部质子传导通道的高效构建问题。在材料研究方面,重点分析了各类PCFC材料的设计理念和目前仍存在的问题。针对PCFC的未来发展趋势,指出开发新型的质子导体电解质和电极材料仍然是目前这一领域亟需进行的工作。     

CaFe0.2Ti0.8O3-δ混合导体的电导和氧渗透性能研究

采用固相反应法制备了致密的高温混合导体ＣａＦｅ０．２Ｔｉ０．８Ｏ３－δ,测量它在９００－１１００℃的总电导率为０．０８－０．１１Ｓ／ｃｍ,氧渗透率为１０＾－８－１０＾－１０ｍｏｌ／ｃｍ＾－２．ｓ结合总电导与氧渗透的数据计算出样品的电子和离子导电率,在１１００℃时分为０．１１和８．５×１０＾－３Ｓ／ｃｍ;氧渗透活化能约为１７０ｋＪ／ｍｏｌ;氧离子和电子电导活化能分别为１７９±６和２２±２ｋＪ／ｍｏｌ     

Application of the cold sintering process to the electrolyte material BaCe0.8Zr0.1Y0.1O3-δ

This paper describes and discusses the application of the original sintering process named cold sintering to the electrolyte material BaCe_0.8Zr_0.1Y_0.1O_3-δ to enhance its densification at a temperature below that needed in a conventional sintering. This new technique enables the acceleration of the densification resulting in a more compacted microstructure with an unexpected high relative density of 83 % at only 180 °C. A subsequent annealing at 1200 °C further enhances the densification which reaches 94 %. The electrochemical performance of CSP sintered ceramics was investigated and optimized by varying different process parameters. The comparison with the conventional sintered material reveals an increase of the total conductivity by mostly increasing the grain boundary one. This result emphasizes the benefits of CSP to not only reduce the sintering temperature but also to enhance the electrochemical properties.     

Pechini溶胶-凝胶法制备超细二氧化硅

以乙醇和去离子水为溶剂,以正硅酸乙酯为原料,柠檬酸为络合剂,采用Pechini溶胶-凝胶法制备了超细二氧化硅粉体,采用热分析（TG-DTG、DSC）、X射线衍射（XRD）分析、傅里叶红外光谱（FT-IR）分析、场发射扫描电镜（FESEM）分析等对二氧化硅粉体制备过程中的物理化学变化进行了研究。结果表明：1 000 ℃以下煅烧所得二氧化硅粉体均为非晶相,pH影响了煅烧过程中有机物的降解燃烧;煅烧温度为500 ℃时,所得二氧化硅纳米粉体的粒径约为10 nm;煅烧温度升高至600 ℃时,粉体团聚严重,晶粒尺寸增大至20 nm。     

钙钛矿结构质子导体基固体氧化物燃料电池电解质研究进展

从适用于中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)电解质材料的设计与改性角度出发,回顾了钙钛矿结构质子导体的发展历史、研究现状及未来研究趋势。按照钙钛矿型IT-SOFCs的结构特点,对Ce基、Zr基及Ce/Zr基电解质等质子导体做了重点介绍;指出目前Ce基陶瓷膜在稳定性方面,以及Zr基陶瓷膜在电导率和烧结活性等方面都有待提高;未来这方面研究仍主要以钡基铈酸盐、锆酸盐为主,提高电导率、增加稳定性和烧结活性等将是这类材料长期面临的困难与挑战。从质子导体的结构角度改性传统钙钛矿型IT-SOFCs电解质、探索新型钙钛矿结构质子导体以及采用新的陶瓷膜制备技术方法等将在此类电解质材料的实际应用道路上起到重要作用。     

新型Al2O3掺杂的SrCo0.8Fe0.2O3-δ混合导体透氧膜材料的性能

采用固相反应法制备了Al₂O₃掺杂的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ(SCFA)新型钙钛矿型混合导体材料.对材料进行的结构分析表明,Al³⁺离子进入SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ(SCF)晶胞间隙位,降低了材料的氧非化学计量系数,并有效提高了材料的结构稳定性;对不同厚度的SCFA3［Al₂O₃掺杂量为3%（质量）］片式膜的氧渗透性能测定结果表明,SCFA3膜的氧渗透过程受到表面交换过程和体扩散过程的共同影响,其临界厚度约为131.5 μm;二氧化碳热分解(TDCD)耦合甲烷部分氧化(POM)膜反应过程（反应温度1173 K）表明,Al₂O₃掺杂的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ较SrCo_0.4Fe_0.2O_3-δ (SCFZ) 具有更加优异的稳定性.     

BaCe0.8Al0.2O3掺杂的SPEEK复合质子交换膜制备与性能1

针对普通磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜质子传导率较低的问题,提出无机掺杂的改善方法.采用共沉淀法制备BaCe0.8Al0.2O3复合氧化物,将其掺杂到SPEEK膜基体中,并通过溶液浇铸法制得了SPEEK/BaCe0.8Al0.2O3复合质子交换膜.对复合膜的尺寸稳定性、氧化稳定性、力学性能、质子传导率及微观形貌等进行了测...     

Preparation and Performance of Novel Ceramic Interconnect Materials （Pr0.5Nd0.5）0.7Cao.aCrO3-δ-Sm0.1Gd0.1Ce0.8O1.9

采用络合燃烧法制备（Pro5Ndo5）07Ca0.3CrO3-δ（PNCC）-Sm0.1 Gd 0.1Ce0.8O2-δ（SGDC）复合陶瓷连接材料。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对烧结体的物相和微观结构进行了表征,采用四端探针法测量电导率。结果表明：PNCC和SGDC在高温烧结时具有稳定的物相和良好的化学相容性,SGDC掺杂量为5％（质量分数）的样品,在1400℃烧结5h,相对密度高达97．1％;700℃时,烧结陶瓷体在空气和氢气气氛中的电导率分别为47S／cm和4S／cm;室温至1000℃范围内,样品的热膨胀系数为10．4×10^-6 K^-1,与中温电解质的热膨胀系数接近,说明SGDC掺杂的PNCC体系有望成为良好的中温固体氧化物燃料电池复合连接材料。     

La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3的甘氨酸-硝酸盐法合成与表征

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3初级粉料, 研究甘氨酸用量对初级产物和热处理产物的晶体结构和显微形貌的影响, 并用直流四探针法测量烧结体的电导率.在286.8～365.7 ℃范围内, 初级粉料中残余有机物和残碳氧化分解.钙钛矿结构La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3在720.9 ℃左右形成.经750 ℃(保温1 h)热处理即可制得单相钙钛矿结构La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3.甘氨酸-硝酸盐法所制粉体颗粒细小, 有轻微烧结现象, 这是由燃烧温度高导致的, 经短时间研磨后团聚状况可得到改善.与固相合成法相比, GNP法所制样品的电导率较高.     

Structure and electrical conductivity of BaCe0.7In0.1A0.2O3−δ (A = Gd,Y) ceramics

BaCe_0.7In_0.1A_0.2O_3?δ (A = Gd, Y) ceramics were synthesized by solid state reaction method. The microstructure and electrical properties of BaCe_0.7In_0.1A_0.2O_3?δ ceramics were investigated by means of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and complex impedance analysis at intermediate temperatures of 773–1073 K in different atmospheres. All BaCe_0.7In_0.1A_0.2O_3?δ ceramics exhibit a cubic perovskite structure. Relative densities of BaCe_0.7In_0.1A_0.2O_3?δ ceramics are above 92%. BaCe_0.7In_0.1Gd_0.2O_3?δ and BaCe_0.7In_0.1Y_0.2O_3?δ ceramics exhibit an excellent chemical stability against boiling water. The conductivity values of BaCe_0.7In_0.1Gd_0.2O_3?δ are higher than those of BaCe_0.7In_0.1Y_0.2O_3?δ in both air and dry hydrogen atmospheres. The highest conductivity is 4.6 × 10^?2 S cm^?1 for BaCe_0.7In_0.1Gd_0.2O_3?δ ceramic in air at 1073 K. BaCe_0.7In_0.1Gd_0.2O_3?δ ceramic with a conductivity value of 1.0 × 10^?2 S cm^?1 at 823 K in both air and dry hydrogen atmospheres is considered as a promising alternative for electrolytes of SOFC in view of decreasing the operating temperature and keeping both high conductivity and good chemical stability.     

Ti掺杂对Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ陶瓷透氧膜性能的影响

采用EDTA—柠檬酸双络合法合成了Ba0.5Sr0.5(Co0.8Fe0.2)1-xTixO3-δ(x=0～0.2)粉体,并通过干压成型和高温烧成制备了片状致密陶瓷膜.研究了钙钛矿结构中B位Ti掺杂量对合成粉体物相结构和相应的膜的微观结构、电导特性、氧渗透性能和热膨胀性能等的影响.结果表明,5～20 mol/％Ti掺杂...     

Pechini法制备类钙钛矿型Nd_(2-x)Sr_xCuO_4及其性能表征

采用Pechini法制备K_2NiF_4型类钙钛矿Nd_(2-x)Sr_xCuO_4(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)系列材料。分别使用XRD、FTIR、SEM、BET和H_2-TPR等表征手段对合成的样品进行了分析。探究了柠檬酸比例和煅烧温度对目标产物形成的影响。分析了不同Sr掺杂比例对目标产物物相、性能的影响。结果表明,当柠檬酸、乙二醇与金属离子总物质的量之比为4∶4∶1,焙烧温度为800℃时,所制备的样品为单一物相的K_2NiF_4结构Nd_(2-x)Sr_xCuO_4系列材料,且样品具有较高的结晶度、颗粒分布较均匀。H_2-TPR的结果表明,材料低温还原性能随Sr的掺杂而显著提高。     

微波法制备钙钛矿结构的锂离子导体La0.56Li0.33TiO3

采用微波法制备了钙钛矿结构的锂离子导体材料La_(0.56)Li_(0.33)TiO_3。将微波炉热处理过的粉末与管式炉热处理的粉末以不同比例混合,制备了La_(0.56)Li_(0.33)TiO_3圆片。经过微波炉1 000℃热处理之后,所有的样品均结晶生成了四方相。与在管式炉中1 200℃烧结的样品相比,微波炉烧结得到的样品的总电导率和晶界电导率都更高。总电导率和晶界电导率的提高归因于微波烧结所产生的更适合的锂离子迁移通道以及更大的晶胞尺寸。所有样品的锂离子迁移数都接近于1,意味着所制备的样品均为离子导体。因此,微波烧结可用于在较低的温度制备锂电解质,克服了传统高温烧结的锂损失问题。     

溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCoyFe1-yO3-δ混合导体透氧膜粉料的研究

运用现代测试分析手段XRD、TEM和DTA等 ,对溶胶—凝胶法制备La1-xSrxCoyFe1-yO3 -δ混合型导体透氧膜粉料的工艺和性能进行了较详细的研究。实验结果表明 :溶胶的pH =6 - 8,脱水温度在 80℃左右 ,干凝胶在95 0 - 10 0 0℃下保温 2小时焙烧 ,可获得透氧性能较高的La1-xSrxCoyFe1-yO3 -δ粉料。     

La0.7Sr0.3Ga0.6Fe0.4O3-δ氧离子导体材料的制备与表征

以相应的金属氧化物和盐为原料,通过甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成出La0.7Sr0.3Ga06Fe04O3-δ(LSGF)粉末,经压制、烧结后,得到LSGF烧结体试样.采用X射线衍射仪(XRD)对所得前驱体及其煅烧后粉体的相组成进行分析;采用扫描电镜(SEM)及X射线冠电子能谱仪(EDS)对烧结体的微观组织和成分进行了观察,还对烧结体的致密度、电导率和热膨胀系数等进行了测试分析.实验结果表明,甘氨酸-硝酸盐法所制备的前驱体粉末在700℃煅烧5h后可获得具有单一钙钛矿结构的LSGF粉末,其晶粒尺寸在45 nm左右,所制备的LSGF烧结体在400～900℃范围的电导率在3.97～4.42 S·cm-1之间,热膨胀系数在9.2 ×10-6 ～11.12 ×10-6 K-1之间.