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1.
Ce0.8Sm0.1Gd0.1O1.9电解质的制备及其性能 总被引:1,自引:0,他引:1
通过共沉淀法制备了Sm、Gd共同掺杂的CeO2的前驱体粉末,并将粉末经煅烧、压制、烧结制作成相应的电解质材料.对煅烧得到的电解质粉末及相应的电解质材料的性能进行了表征.实验结果表明:共沉淀法成功制备出了Sm、Gd共同掺杂的CeO2粉末.煅烧所得的电解质粉末具有良好的烧结活性,1400℃下烧结后相对密度达到93.4%.电导率的测试表明,电解质材料在中温范围有较高的电导率,800℃时,其电导率达到了0.076 S·cm-1,有望成为中温固体氧化物燃料电池的电解质材料. 相似文献
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通过溶胶凝胶法制备了Y、Gd共同掺杂的CeO2粉末(Ce0.8Y0.1 Gd0.1O1.9,CYG).并将制得的粉末经1400℃下高温烧结4h得到相应的CYG电解质烧结体.对CYG粉末及烧结体进行了相应的性能测试.实验结果表明:用溶胶凝胶法成功制备出了纳米CYG粉末,所得CYG粉末具有良好的烧结活性,1400℃下烧结所得电解质材料烧结体的相对密度达到95.8%.电导率的测试表明,CYG电解质烧结体在中温范围有较高的电导率,800℃时,其电导率达到了0.084S·cm-1. 相似文献
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以硝酸铈、硝酸铜、硝酸钐为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了固体氧化物燃料电池(SOFCs)电解质材料Ce0.8 Sm0.2-x Cux O1.9-δ(x=0、0.02、0.04、0.08、0.12、0.16、0.20),并通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗(AC)等技术对样品进行了分析表征.结果表明,采用溶胶-凝胶法经600℃煅烧所得粉体呈现出单相的立方萤石结构,超细粉体Ce0.8 Sm0.2-x Cux O1.9-δ具有较高的烧结活性.经1500℃烧结3 h后得到的Ce0.8 Sm0.2-x Cux O1.9-δ系列电解质陶瓷,其相对密度均大于95%.电化学性能研究表明,Sm、Cu双掺杂可以提高CeO2基电解质的性能.其中,Ce0.8 Sm0.18 Cu0.02 O1.89电导率最大,在800℃时达到0.06 S/cm,活化能为0.33 eV. 相似文献
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采用溶胶-凝胶法制备出Ce0.8Y0.2-x Cax O2-δ(0.02≤x≤0.10)系列电解质材料。通过红外、热重、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、交流阻抗和热膨胀系数测试对试样进行分析。结果表明:采用溶胶-凝胶法经600℃煅烧所得粉体形成了单相立方萤石结构,平均晶粒尺寸在5~10nm之间;Ce0.8Y0.2-x Cax O2-δ超细粉体具有较高的烧结活性,在1 400℃烧结得到的Ce0.8Y0.2-x Cax O2-δ系列电解质陶瓷的相对密度均大于96%。在该系列材料中,Ce0.8Y0.1Ca0.1O1.85具有良好的离子导电率、较低的电导活化能和适中的热膨胀性能。它在800℃时的离子电导率为0.041S/cm,电导活化能为0.81eV,热膨胀系数为13.5×10-6 K-1(常温~800℃)。 相似文献
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传统锂离子电池采用有机电解液体系,能量密度难以进一步提升,同时存在一定的安全隐患。采用无机固体电解质构建全固态锂电池,在提高电池能量密度同时可兼顾安全性问题。在众多无机固体电解质中,Li7La3Zr2O12(LLZO)石榴石电解质具有离子电导率高、与金属锂接触稳定等优势,成为受人关注的材料。为了进一步提高该材料的导电性,采用固相法合成Ta、Ba共掺杂LLZO(Li7-x+yLa3-yBayZr2-xTaxO12)电解质,采用X射线衍射、扫描电子显微镜和电化学阻抗法分析样品的物相结构、微观形貌及离子电导率。结果表明,Ta5+掺杂能够稳定立方相结构,Ba2+作为掺杂剂和烧结剂,促进晶粒生长和陶瓷致密化,从而降低总电阻。其中,Li6.45La2.95Ba0.05Zr1.4Ta0.6O12样品在室温下的总电导率为1.07×10-3 S·cm-1,活化能为0.378 eV。Ta5+/Ba2+共掺杂有利于制备高致密度和高电导率的石榴石型电解质材料。 相似文献
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以硝酸亚铈和柠檬酸为主要原料,采用溶胶凝胶法制备Ce0.85Sm0.15O1.925电解质材料.用XRD、SEM和电化学交流阻抗谱(EIS)对其表征,研究柠檬酸用量(n值)、热处理温度这两个因素对粉体掺杂效果和电解质导电性能方面的影响.结果表明:相同热处理温度(500℃),n=1.2时,掺杂粉体的晶格常数为0.54321 nm,电解质的σbulk(500℃)可达到0.0072 S·cm-1;相同n值(n=1.0),热处理温度600℃时,掺杂粉体的晶格常数为0.54318 nm,电解质的σbuH(500℃)可达到0.0078 S·cm-1. 相似文献
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将强碱介质中用水热法合成的立方相ZrO2-8mol%Dy2O3纳米晶在较低的温度(1400℃)下烧结,制得了导电性固体电解质陶瓷样品。以该陶瓷作为固体电解质,Pt作电极材料组成氢.空气燃料电池,测定了不同pH介质中水热反应产物纳米晶的陶瓷样品在800~1000℃下的燃料电池性能。结果表明,该系列陶瓷样品的燃料电池均具有稳定的放电性能,燃料电池的短路电流密度随着水热反应介质pH值的减小而增大。在该系列陶瓷中,水热反应介质pH=9.95的陶瓷样品的燃料电池性能最高,在1000℃下,其短路电流密度为320mA/cm^2。 相似文献
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固体氧化物燃料电池铈基电解质的制备与表征 总被引:1,自引:0,他引:1
本文采用溶胶-凝胶低温燃烧合成法制备了SDC电解质材料,以热重差热仪检测了粉末的处理情况;并用X射线衍射仪(XRD)对产物的微观结构进行了表征,采用四端子法检测了不同组成电解质片的电导率值。结果表明电解质片的电导率值随着温度升高呈上升的趋势。且在500℃-800℃时Ce0.8Sm 0.16Gd0.04O 1.9的电导率值为0.017-0.102S/cm,适宜作为中低温固体氧化物燃料电池的电解质材料。 相似文献
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以NbCl5作为前驱物,用微波催化的溶胶-凝胶法制备了Nb2O5薄膜,并在不同温度下进行热处理。经透过率测试及用X射线衍射分析仪和原子力显微镜对薄膜的相结构和表面形貌进行测试分析,测试结果表明:制得的薄膜主晶相为假六方Nb2O5晶相(TT-Nb2O5晶相)。薄膜厚度具有良好的透光率、良好的空架结构。 相似文献
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Shun Xu Xuping Lin Ben Ge Desheng Ai Jingtao Ma Zhijian Peng 《International Journal of Applied Ceramic Technology》2019,16(1):108-118
(100-x) wt.% La0.9Sr0.1 Ga0.8Mg0.2O2.85 - x wt.% Ce0.8Gd0.2O1.9 (x = 0, 5, 10, 20) electrolytes were prepared by solid-state reaction. The composition, microstructure, and electrical conductivity of the samples were investigated. At 300 ~ 600°C, the pure La0.9Sr0.1 Ga0.8Mg0.2O2.85 electrolyte has a higher conductivity compared to the composite electrolytes, but at 650 ~ 800°C the 95 wt.% La0.9Sr0.1 Ga0.8Mg0.2O2.85 - 5 wt.% Ce0.8Gd0.2O1.9 composite electrolyte presents the highest conductivity, reaching 0.035 S cm−1 at 800°C. The cell performances based on La0.9Sr0.1 Ga0.8Mg0.2O2.85-Ce0.8Gd0.2O1.9 electrolytes were measured using Sr2CoMoO6-La0.9Sr0.1 Ga0.8Mg0.2O2.85 as anode and Sr2Co0.9Mn0.1NbO6 -La0.9Sr0.1 Ga0.8Mg0.2O2.85 as cathode, respectively. At 800°C, the measured open-circuit voltages are higher than 1.08 V, and the maximum power density and current density of the fuel cell prepared with 95 wt.% La0.9Sr0.1 Ga0.8Mg0.2O2.85 - 5 wt.% Ce0.8Gd0.2O1.9 electrolyte reach 192 mW cm−2 and 720 mA cm−2, respectively. 相似文献
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采用溶胶-凝胶法制备了F-和Cu2+复合掺杂的LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1锂离子电池正极材料. XRD和SEM表征表明合成产物具有良好的尖晶石结构,样品粒度为亚微米级,且分布均匀;电化学性能测试结果表明,掺杂后样品的电化学阻抗较小,首次放电容量达112 mA×h/g,充放电循环50次后,容量保持率为89.1%,电极材料具有较好结构稳定性和电化学性能. 同时还探讨了LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1的合成及掺杂机理. 相似文献
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以Zr (NO3)4·5H2O与Y(NO3)3·6H2O为主要原料,以柠檬酸为缓冲溶液,采用沉淀法制备电解质用8YSZ粉体,利用涂覆法在水系流延技术制备的半电池上涂覆LSM阴极得到单电池.运用XRD、TEM、激光粒度仪、SEM和电化学工作站等测试手段对粉体的物相、结构和粒度分布及单电池的结构与电性能进行了表征.研究结果表明,分散均匀、颗粒尺寸为50~100 nm、立方相8YSZ电解质在1375℃烧成具有高致密度,单电池在750℃时,以氢气和3%水蒸汽为燃料气,空气为氧化气的条件下,获得了开路电压为1.13 V,最大功率为0.93 w/cm2,欧姆阻抗为0.19Ωcm2和极化阻抗为0.65 Ωcm2的电性能. 相似文献
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溶胶-凝胶法合成掺铕硼酸镧钙荧光粉及其表征 总被引:1,自引:0,他引:1
首次采用溶胶-凝胶法制备Eu:La<,2>CaB<,10>O<19>,借助XRD、SEM和荧光光谱仪等测试手段对荧光粉进行表征与分析.结果表明,煅烧温度对产物的物相有较大影响,700℃煅烧前驱体12 h便具有单一晶相;800℃煅烧前驱体12 h得到的荧光粉,粒径为100 nm左右;用溶胶-凝胶制备的Eu:La<,2>L... 相似文献
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以硝酸镧、聚乙二醇和柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备了氧化镧粉体。研究了在制备过程中分散剂种类(聚乙二醇与柠檬酸)、焙烧温度、焙烧时间等因素对氧化镧粉体晶粒尺寸的影响及氧化镧的吸水性能。结果表明:以聚乙二醇为分散剂制备的氧化镧粉体晶粒粒度比柠檬酸为分散剂制备的样品晶粒粒度小;干凝胶在780 ℃下煅烧1 h,可以完全分解为氧化镧。焙烧温度越高,时间越长,晶粒尺寸就越大;氧化镧的吸水性很强,吸水后形成氢氧化镧。该研究可为控制粉体晶粒度提供参考。 相似文献
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Synergetic enhancement of mechanical and electrical properties in Ce0.8Sm0.1Nd0.1O2−δ/La10Si6O27 composite electrolytes 下载免费PDF全文
Yajie Yuan Tianjun Li Hiroki Nishijima Wei Pan Jianghong Gong Kai Wang Min Wang Mengfei Zhang Xiaohui Zhao 《Journal of the American Ceramic Society》2018,101(7):3130-3137
It has been demonstrated that the samarium and neodymium codoped ceria (Ce0.8Sm0.1Nd0.1O2?δ abbreviated SNDC) shows high ionic conductivity at intermediate operating temperature (0.012 S/cm at 500°C. However, the poor mechanical properties limited its applications in solid fuel cells and oxygen sensors. Present research reports an approach to improve the mechanical properties of SNDC by adding another kind of oxide solid electrolyte, the apatite‐type lanthanum silicate (La10Si6O27 abbreviated LSO). The SNDC/LSO composites were prepared by mixing the powders with different proportion, and sintered at 1600°C. Their structure, morphology, mechanical, and electrical properties were characterized. It was found that with the 5wt%‐7wt% LSO addition, both the flexural strength and the fracture toughness were improved. The improvement of flexural strength for the SNDC reached as high as 71%. It is also seen that the ionic conductivity of SNDC was enhanced with the adding of 5wt% LSO. The enhanced mechanical properties and electrical conductivity of SNDC/LSO composites make them a promising candidates for high‐performance SOFCs and oxygen sensors. 相似文献
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Esra Yildiz Hilal Özdal Sevgi Ata Kepenek Orhan Türkoğlu 《International Journal of Applied Ceramic Technology》2020,17(3):1293-1303
In this study, the binary system of (ZrO2)1-x(Er2O3)x was investigated in the doping range of x; 0.02 ≤ x ≤ 0.12 by the Pechini method. According to X-ray diffraction (XRD) measurement results, Er2O3 doping face-centered cubic (fcc) ZrO2-based solid solution was stabilized in the doping range of 0.08 ≤ x ≤ 0.12 at 1200°C for 12 hours. Thick films of fcc-ZrO2 type powders were produced using ethyl cellulose organic binder mixture and spin-coating method. The crystallographic, microstructural, and electrical conductivity properties of the thick films were characterized via XRD, SEM, and a.c. impedance measurements, respectively. 8-ESZ ((ZrO2)1-x(Er2O3)x, x = 0.08) thick film electrolyte showed the highest electrical conduction level which is 2.51 × 10−2 ohm−1 cm−1 at 850°C under 150 mL min−1 O2 volumetric flow rate. All thick film properties of fcc-ESZ materials were optimized and improved experimentally for using as a solid electrolyte component in solid oxide fuel cell (SOFC) systems. A pre-treatment of 8-ESZ and the cathode-supported type electrochemical cell were primarily fabricated. The power density measurements of 40-LNF (LaNi1-xFexO3, x = 0.4) Cathode|Cathode Active (50:50 wt % 40-LNF:8-ESZ)| 8-ESZ Electrolyte|Anode Active (60:40 wt % NiO:8-ESZ)|NiO Anode Electrode cell stack suggest that the produced electrolytes had the usefully properties for SOFC applications. 相似文献