双掺杂铈基电解质材料的研究

主要针对掺杂Zr4+的CeO2基电解质材料进行研究,并引入了第二种掺杂离子Sc3+,以期望能进一步改善其电性能。分析了该两种元素不同掺杂比例对电解质的电导率、微观性质及热过程的影响,并对产生这些差异的原因进行了初步探讨。采用固相法制取双掺杂的CeO2基电解质粉体,并对其最佳条件做了详细的分析。实验结果表明:在微观性质方面,经XRD分析可知,Sc3+改善了ZrO2在CeO2的固溶情况;在电性能方面,应用交流阻抗谱法分析了双掺杂的CeO2基电解质,可知其电导率有一定程度的提高,并得出Sc3+∶Zr4+∶Ce4+在摩尔比为5∶25∶7时活化能最小,电导率最佳。     

溶胶-凝胶法制备双掺杂的CeO2基电解质粉末

目前对CeO2电解质的研究已经成为中低温燃料电池的一个热点,无论从过去的单掺杂以及发展到如今的双掺杂,国内外都有了很多的研究。对ZrO2掺杂的CeO2虽已被证实对其机械性能有很大的改善,但作为电解质的研究还不是很多,尤其对电导率的影响还未形成较一致的共识。本研究在此基础上引进了Sc2O3,并用溶胶-凝胶法制备了此电解质粉末,并对其微观性质和热过程进行了分析,得到了溶胶-凝胶法的最优条件及对比固相法的优点。