新型氧離子導(dǎo)體（La-,1-x-Ba-,x-）-,2-（Mo-,1-y-Nb-,y-）-,2-O-,9-α-的合成及其電性能研究.pdf

1、鉬酸鑭(La2Mo2O9)是最近被報(bào)道的一種新型氧離子導(dǎo)體，即使不摻雜低價(jià)金屬陽離子，其晶格內(nèi)部也具有相當(dāng)數(shù)量的氧空位，且在600～800℃中溫范圍內(nèi)具有高于傳統(tǒng)的穩(wěn)定化ZrO2的氧離子電導(dǎo)率。 本文通過高溫固相法合成了(La1-xBax)2Mo2O9-a(x=1％、5％、10％、15％)單摻雜系列氧離子導(dǎo)體，對(duì)樣品進(jìn)行了XRD、SEM表征。結(jié)果表明該系列樣品均為單一立方相La2Mo2O9結(jié)構(gòu)。以該系列樣品為固體電解質(zhì)、多孔性鉑

2、為電極，采用交流阻抗譜、氣體濃差電池、氧泵等方法研究了各樣品在600～1000℃下不同氣氛中的導(dǎo)電特性。 氧濃差電池電動(dòng)勢(shì)的實(shí)測(cè)值與理論值吻合得很好，氧離子遷移數(shù)為1，表明該系列樣品在該溫度范圍下的氧氣氣氛中為純氧離子導(dǎo)體；氧泵(氧的電化學(xué)透過)實(shí)驗(yàn)值也與理論值吻合得較好，進(jìn)一步證實(shí)了該系列樣品在氧氣氣氛中為純氧離子導(dǎo)體。(La1-xBax)2Mo2O9-a的氧離子電導(dǎo)率高于母體La2Mo2O9，其中，La1.9Ba0.1Mo2

3、O9-a具有最高的氧離子電導(dǎo)率，1000℃時(shí)達(dá)到0.093S·cm-1。 至今尚未見到La2Mo209基陶瓷燃料電池性能的研究報(bào)道。本文研究了單摻雜系列樣品的燃料電池性能，1000C時(shí)氫氣-氧氣燃料電池的最大輸出電流密度為280mA·cm-2，最大輸出功率密度為112mW·cm-2，天然氣-氧氣燃料電池的最大輸出電流密度為200mA·cm-2、最大輸出功率密度為72mW·cm-2，顯示La2Mo209基陶瓷燃料電池具有較好的性能

4、。樣品在燃料電池條件下存在一定程度的電子傳導(dǎo)，這與La2Mo2O9基陶瓷在還原性氣氛中高價(jià)鉬被還原為低價(jià)鉬有關(guān)。天然氣-氧氣燃料電池性能較氫氣-氧氣燃料電池要低，這可能與天然氣重整需要消耗一定的電能有關(guān)。 此外，至今尚未見到用Ba2+和Nb5+在母體La2Mo2O9中進(jìn)行雙摻雜的研究報(bào)道。本文采用高溫固相法合成了雙摻雜的鉬酸鑭系列陶瓷樣品：La1.9Ba0.1(Mo1-yNby)209-a(y=4％、8％、12％)，采用多種電化