摻雜CeO-,2-基固體氧化物燃料電池關(guān)鍵材料的制備和改性研究.pdf

1、　　固體氧化物燃料電池(SolidOxideFuelCells，SOFC)是一種高效潔凈的能源裝置，被認(rèn)為是21世紀(jì)的綠色能源。由于傳統(tǒng)的以釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)作電解質(zhì)的SOFC需要高溫操作，限制了SOFC的實(shí)際應(yīng)用。因此，目前SOFC正向中溫化發(fā)展。實(shí)現(xiàn)中溫化主要有兩條途經(jīng)：一是尋找在中溫即具有高的氧離子電導(dǎo)率的新型電解質(zhì)，主要集中在具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料，如摻雜LaGaO3材料和具有螢石結(jié)構(gòu)的摻雜氧化鈰材料(Dopedceria，

2、DCO)上；另一則是將電解質(zhì)層薄膜化。本論文主要研究了釤摻雜氧化鈰(SDC)電解質(zhì)的新型制備方法和性能，并對(duì)與之相適應(yīng)的陽極材料的制備和性能進(jìn)行了研究?！　〔捎贸Ｒ?guī)固相反應(yīng)法制備的SDC粉體，由于其燒結(jié)活性較低，通常需要在1600℃以上的溫度下燒結(jié)，才能獲得高致密度的電解質(zhì)材料。高溫?zé)Y(jié)不僅消耗大量的能源，還降低了CeO2基電解質(zhì)與電極及其他電池材料共燒結(jié)的可能性，因?yàn)楦邷貢?huì)導(dǎo)致界面反應(yīng)。由于通過“少量多元”的共摻雜，可以提高粉體的燒

3、結(jié)活性，降低電解質(zhì)材料的燒結(jié)溫度，因此本實(shí)驗(yàn)嘗試采用凝膠輔助的固相反應(yīng)法—凝膠澆注法來制備Al2O3與Sm2O3共摻雜的CeO2粉末，對(duì)粉體的相成分、粒度分布、燒結(jié)活性等進(jìn)行測(cè)試分析。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，摻雜Al2O3的SDC電解質(zhì)粉體成相溫度低，干凝膠在600℃煅燒即可獲得均勻的具有螢石結(jié)構(gòu)的粉體，而且粉體的粒度較小(40～50nm)，且粒度分布集中，粉末顆粒形貌基本呈球形，具有良好的燒結(jié)活性。1450℃燒結(jié)5h所得Al2O3-SDC電