半导体离子型纳米复合电解质材料GDC-LCNC的性能研究

制备了具备高离子电导率的半导体离子型纳米复合电解质材料GDC(Gd_(0.9)Sm_(0.1)O_(1.95))–LCNC(LiCo_(0.225)Ni_(0.7)Cu_(0.075)O_(3-δ)),并与纯GDC进行对比,研究了m(GDC)∶m(LCNC)对电池性能的影响。结果表明:纯GDC电解质材料电池性能最差,无电流;m(GDC)∶m(LCNC)为2∶1时,获得的复合电解质材料最大功率密度为223 mW/cm~2;m(GDC)∶m(LCNC)为3∶1时,复合电解质材料的综合性能最佳,且在定电压(0.45 V)时,短时(4 h)内电流密度无明显衰减。     

低温SOFC的SDC-碳酸盐复合物电解质

采用钐掺杂的氧化铈(SDC)-碳酸盐复合物作为低温固体氧化物燃料电池电解质。分别采用燃烧法和共沉淀法制备SDC,记为NSDC和CSDC。将这两种SDC分别与Li2CO3-Na2CO3二元共熔物复合制备了SDC-碳酸盐复合电解质材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电导率测试对两种复合电解质材料的结构、形貌和电性能进行了表征,并考察了燃料电池输出性能。结果表明,氧化物的制备方法影响复合电解质的形貌和电性能;复合大大提高了电解质的电导率,复合电解质的电导率在碳酸盐熔融点附近突然增大;NSDC-碳酸盐复合物具有更高的电导率,以H2和空气为燃料和氧化气体的电池性能测试显示,600℃时开路电压为1.02V,最大比功率为473mW/cm2。     

纳米复合电解质材料NSDC性能研究

为了获取纳米复合电解质材料更高的输出功率和更久的稳定运行时间,采用碳酸盐共沉淀的方法分别制备了SDC(Ce0.8Sm0.2O1.9)和1.2倍碳酸钠的NSDC(SDC-Na2CO3)纳米复合电解质并进行了分析比较。结果表明:NSDC电解质电池开路电压最高可达0.87 V,瞬时最大功率密度能够达到450 mW/cm2,在相同温度下性能相比纯SDC电解质电池有很大提高;在掺入一定比例LCNC(Li1.2Co0.2Ni1.5Cu0.1O3)后,NSDC电解质电池稳定工作时间可以达到9 h,并能快速进入稳定工作状态,但电压并无明显提升。     

中低温SOFC电解质材料研究新进展

综述了近年来国内外用于中低温固体氧化物燃料电池的CeO2基、Bi2O3基、钙钛矿类和磷灰石类电解质材料的研究进展和发展趋势,分析了对电解质性能产生影响的因素,指出了今后研究中亟待解决的问题,讨论了颇受关注的低温下具有低活化能和高氧离子电导率的磷灰石类新型电解质材料。     

CeO_2基中温复合电解质材料的研究进展

在固体氧化物燃料电池(SOFC)的研究中,实现电池的中温化是近年来研究的热点,而电解质材料在中温范围内的性能优化是实现电池中温化的关键。简述了近年来国内外CeO_2基中温复合电解质材料的研究现状及发展趋势,重点评述了掺杂CeO_2/过渡金属氧化物、掺杂CeO_2/掺杂LaGaO_3、掺杂CeO_2/无机盐以及掺杂CeO_2/Al_2O_3复合电解质为代表的CeO_2基中温复合电解质体系的结构设计、制备、第二相材料对基体电解质材料电化学性能的影响和单电池性能提升的机制,并对复合电解质材料的发展前景进行了展望。     

CeO2基中低温固体电解质材料研究进展

用稀土或碱土氧化物掺杂的CeO2在较低的温度下具有较高的氧离子电导率,是用作中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)最合适的电解质材料.综述了近年来对以掺杂的CeO2作电解质的SOFC的性能的研究情况,这些电解质材料主要是Ce0.8Sm0.2O1.9,Ce0.8Gd0.2O1.9,Ce0.8Y0.2O1.9等,目前已达到的最好性能是在500 ℃下,以Ce0.8Sm0.2O1.9作电解质的单电池输出功率为403 mW/cm2.CeO2基电解质材料不易烧结,其烧结温度一般在1 300 ℃以上.还对CeO2基电解质材料的一些制作工艺进行了介绍,包括固相反应法,溶胶-凝胶法,热液合成法.     

中低温固体氧化物燃料电池复相固体电解质的研究进展

介绍了复相固体电解质材料在中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)的研究进展,重点评述了Y掺杂ZrO2 (YSZ)/绝缘体、掺杂CeO2/绝缘体、掺杂CeO2/无机盐及质子导体基复相电解质材料的结构设计、制备以及电导率和单体电池性能提升的机理.指出了纳米复相电解质材料在中低温SOFC应用的可能性、存在的问题及发展趋势.     

掺杂氧化铈-碳酸盐燃料电池复合电解质

介绍了用于中低温固体氧化物燃料电池的掺杂氧化铈-碳酸盐复合电解质体系,分析了组成和微结构对材料电导率和输出性能的影响,总结了已提出的多离子传导机理,探讨了材料的多种应用体系。     

基于H-SOFC阴极材料的研究进展

围绕目前适用于质子导体作为电解质的固体氧化物燃料电池(H-SOFC)的阴极材料的研究进展,着重综述钙钛矿结构、LnBaCo_2O_(5+δ)系列及非钴基阴极材料在各种质子导体电解质上的电导率、热膨胀性能和电化学性能。     

电泳沉积在制备SOFC电解质膜中的应用

利用电泳沉积技术制备固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质膜具有一些突出的优点,在此领域的研究近年来取得了很大的进展。综合介绍了电泳沉积技术在制备SOFC电解质膜中的应用研究情况,其中包括电泳沉积的基本原理、胶体悬浮液的配置、沉积基体的选择以及沉积工艺参数的影响。重点评述了悬浮液配置方面的问题,分析了电解质颗粒、溶剂以及各种添加剂的选择和处理方法。     

Na2SO4掺杂电解质对硫-氧SOFC性能的影响

以Na2 SO4掺杂8％ Y2O3稳定的ZrO2(8 YSZ)为复合电解质,La0.8 Pr0.2 CrO3、La0.7Sr0.3 MnO3分别为阴、阳极催化剂,组装硫-氧固体氧化物燃料电池(SOFC).使用硫蒸气作为燃料,测试了复合电解质的电化学性能.Na2SO4掺杂8YSZ复合电解质能提高SOFC的电化学性能,其中25％ Na2SO4-8 YSZ的性能更好,在700℃时,具有最大开路电压833 mV;760℃时,达到最大电流密度168 mA/cm2;780℃时,达到最大功率密度127 mW/cm2.     

固体电解质燃料电池材料

综述了固体电解质燃料电池的构成材料,燃料电极、空气电极、电解质、支撑体、隔膜材料以及连接材料的目前研究情况。     

碳酸盐掺杂SDC对ITSOFC性能的影响

用模压法制备基于钐掺杂氧化铈(SDC)和掺杂氧化铈-无机盐复合(CSC)电解质的电池,并在氩气/空气气氛中测试性能.碳酸盐掺杂SDC降低了开路电压(OCV),基于CSC电解质和SDC电解质的电池的OCV盖,由500℃时的0.219 V降至650℃时的0.007 V;在650℃时,基于CSC电解质的电池的最高功率密度比基...     

Y掺杂SrTiO3阳极催化剂材料性能研究

直接对碳氢化合物燃料进行电化学氧化是目前固体氧化物燃料电池(SOFC)的发展方向,寻求新的阳极催化剂材料是其发展的关键。采用固相法合成了Y掺杂的钛酸锶Sr1-1.5xYxTiO(3x=0.06,0.08,0.1)钙钛矿复合体系氧化物,对合成产物的结构、烧结性、高温电导率进行了测定,研究了不同烧结温度对阳极催化剂材料电导率的影响,并通过微观结构的研究,探讨了不同烧结温度对电导率的影响机理。研究表明,最佳烧结温度为1400℃,从400℃到1000℃电导率呈现单调降低趋势;当x=0.08时电导率最高,在800℃时达到26S·cm-1。     

钐掺杂La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ电解质的合成及电性能

固体氧化物燃料电池（SOFC）的发展需要合适的电解质材料。采用高温固相反应法制备钐（Sm）掺杂La_0.9Sr_0.1Ga_0.8 Mg_0.2O_3-δ固体电解质,利用XRD和阻抗谱分析样品的结构及电性能。样品的电性能与Sm的掺杂量及晶体结构密切相关。所有样品均具有钙钛矿结构,随着Sm掺杂量的增加,晶胞扭曲逐渐增大,晶胞体积和自由体积在10%Sm掺杂时达到最大。10%Sm掺杂样品在整个温度区间具有最高的离子电导率(4.4×10^-2 S/cm, 800℃),超过未掺杂样品;在低温和高温区还有最低的导电活化能,分别为0.89 eV和0.60 eV。小半径稀土掺杂,可提高稀土镓酸盐的电性能。     

锂离子电池聚合物复合电解质研究介绍

本文介绍了固体粒子/聚合物复合电解质的研究情况，着重研究了固体粒子的加入对电解质性能的改善作用，并探讨了复合电解质的导电机理。     

固体电解质La_2Mo_(2-x)Al_xO_(9-δ)的制备及性能

采用固相法制备电解质材料La_2Mo_(2-x)Al_xO_(9-δ)(x=0、0.2、0.4和0.6),通过SEM、XRD、电化学阻抗谱(EIS)等方法对样品进行分析。制备的电解质样品均已抑制了相变;在950℃烧结,能得到孔隙率低于5%的陶瓷烧结体;随着铝掺杂量x的增加,氧离子电导率σ呈现逐渐变小的趋势;当温度为800℃、x=0.2时,σ为22.47 mS/cm,活化能Ea为1.053 eV。     

SOFC用LaCrO3连接材料的研究进展

低温下的致密化一直是影响LaCrO3连接材料使用的主要问题.采用非化学计量比的组分,掺杂,添加烧结助剂及采用新型烧结手段可以降低LaCrO3的致密化温度.掺杂元素、气氛和温度等都会对LaCrO3的电导率、热膨胀系数产生较大的影响,从而影响LaCrO3的使用性能.对LaCrO3连接材料的研究进展进行了综述.     

LaGaO3基固体电解质的研究进展

综述了具有较高氧离子电导率的掺杂钙钛矿型LaGaO3基固体电解质近年来的研究进展.总结了通过掺杂和制备工艺改进,提高电解质在离子导电性、机械性能和稳定性方面的新成果.     

固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展

综述了固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料的性能.在钙钛矿型阴极材料中,Mn基材料具有较好的高温工作特性;Co基材料具有较好的低温催化特性和电导特性,但化学和结构稳定性差;Fe基材料具有较好的化学和结构稳定性,但低温下的催化性能尚需改进.其他结构类型的复合氧化物阴极材料的研究也在进行.